CN106452233A - 电机驱动装置及电子表 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种电机驱动装置及电子表。电机驱动装置，其具备：驱动步进电机(4)的驱动电路(5)、向驱动电路(5)输出驱动脉冲的驱动脉冲生成部、在驱动脉冲生成部输出了驱动脉冲以后输出与步进电机(4)的反电动势同极性的脉冲的旋转探测脉冲生成部。
Description
技术领域
本发明涉及电机驱动装置及电子表。
背景技术
在步进电机中，转子在各步都需要可靠地旋转。因此，在步进电机的驱动控制中，在施加了用于使转子旋转的驱动脉冲以后，通过探测因转子在规定的步距角停止时的阻尼(damping)而产生的反电动势(逆电动势)，来进行转子是否旋转的判定(转子的旋转探测)。在判定为转子未旋转的情况下，进一步施加修正脉冲，使转子旋转。
使用单一线圈的钟表用电机的旋转探测技术正在得到确立。例如，日本的专利文献即日本特开平9-266697号公报记载了：“对供给到步进电机的驱动脉冲进行斩波控制，将驱动脉冲的初期及末期的占空比设定为比中期的占空比低。由此，能够以初期及末期低、中期高的方式设定驱动脉冲内的有效电力的分布，在步进电机上产生与步进电机的齿槽转矩相匹配的转矩。因此，可节省驱动脉冲初期及末期的无用的电力消耗，由于使转子以低速旋转，因此能够降低为了驱动步进电机而消耗的电力。”
目前，已知有具备两个线圈且以通过对该线圈适当施加驱动脉冲而能够进行正反转的方式构成的步进电机(双核电机)。这种双核电机的旋转探测技术尚未得到确立。例如，在旋转探测时，考虑通过将双核电机的两个线圈中的一个线圈制成高阻抗，来增大旋转探测所需要的电动势。但是，那样的话，就会在如采样偏差或高温等那样电动势变大的环境下，在非旋转时电动势变得过大，存在虽然未旋转但却误探测为旋转之类的问题。
发明内容
因此，本发明的目的在于，提供一种电机驱动装置及电子表，可防止非旋转时的误探测。
本发明为了实现上述目的，提供一种电机驱动装置，其特征在于，具备：
驱动步进电机的驱动部、以及
处理器，
所述处理器向所述驱动电路输出用于驱动所述步进电机的脉冲信号即驱动脉冲信号，
在输出了所述驱动脉冲以后，输出用于检测所述步进电机的驱动的脉冲信号即驱动检测脉冲信号，
所述驱动检测脉冲信号为与由所述步进电机产生的反电动势相同的正负电极性。
附图说明
图1是表示本实施方式的电子表的概略构成图。
图2是微型计算机的概略框图。
图3是双核结构的步进电机的俯视图。
图4是表示驱动电路的电路图。
图5A～图5H是双核电机的旋转时的说明图。
图6A～图6H是比较例的由控制实现的双核电机的非旋转时的说明图。
图7A～图7H是在本实施方式的由控制实现的双核电机的非旋转时施加有对策脉冲时的说明图。
图8是比较例的由控制实现的驱动电路的波形图。
图9A～图9D是比较例的由控制实现的驱动电路的动作说明图。
图10A～图10D是对本实施方式的反电动势抑制脉冲规格进行说明的图。
图11是本实施方式的由控制实现的驱动电路的波形图。
图12A～图12E是本实施方式的由控制实现的驱动电路的动作说明图。
图13是变形例的由控制实现的驱动电路的波形图。
图14A～图14F是变形例的由控制实现的驱动电路的动作说明图。
具体实施方式
下面，参照各图对用于实施本发明的方式进行详细说明。
图1是表示本实施方式的电子表1的概略构成图。
本实施方式的模拟式电子表1是可由独立的电机分别驱动四根指针2a～2d的电子表，但没有特别限制，例如，具备用于套装在手腕上的表带的手表式电子表。该电子表1例如具备：各指针2a～2d、经由轮系机构3a～3d分别旋转驱动各指针2a～2d的步进电机4a～4c、驱动电路(驱动部)5、微型计算机6、电源部7、振子8。
下面，在不特别区别指针2a～2d时，简称为指针2。在不特别区别各轮系机构3a～3d时，简称为轮系机构3。在不特别区别各步进电机4a～4d时，简称为步进电机4。
驱动电路5是驱动步进电机4的桥式电路，通过与微型计算机6的组合，构成电机驱动装置。微型计算机6是大规模集成电路(LSI：Large-Scale Integration)，由CPU(CentralProcessing Unit)61、周边电路62构成。该CPU61进一步由振荡电路611、分频电路612、计时电路613构成。此外，振荡电路611、分频电路612、计时电路613可以在微型计算机6内由与CPU61分体的区块构成，也可以在微型计算机6外由与微型计算机6分体的设备构成。
各指针2a～2d以相对于表盘上的旋转轴旋转自如的方式设置。轮系机构3a～3d分别使指针2a～2d进行旋转动作。
驱动电路5基于从微型计算机6输入的控制信号，以适当的定时将用于驱动步进电机4a～4d的驱动电压信号输出。该驱动电路5基于来自微型计算机6的设定信号，可调节并输出步进电机4的驱动电压或驱动电压脉宽。驱动电路5可对步进电机4沿正转方向或反转方向输出驱动电压信号。
CPU61进行各种运算处理，综合控制电子表1的整体动作。CPU61读出并执行控制程序，持续进行在各部显示时刻的动作，并且基于向操作部(未图示)的输入操作，实时地或以设定的定时进行所要求的动作。CPU61是设定指针2移动的目标位置，且经由驱动电路5控制步进电机4的驱动的控制单元。
振荡电路611生成固有的频率信号，输出到分频电路612。作为振荡电路611，例如可使用与水晶等振子8组合而进行振荡的电路。
分频电路612将从振荡电路611输入的信号分频为CPU61或计时电路613利用的各种频率的信号而输出。
计时电路613是通过统计从分频电路612输入的规定的频率信号的次数，且加在初始时刻上，来统计当前时刻的计数电路。由计时电路613统计的当前时刻由CPU61读出，并用于时刻显示。该时刻的统计也可以被软件性地控制。
电源部7成为可长期使电子表1持续且稳定地动作的结构，例如，电池和DC-DC转换器的组合。由此，动作中的电源部7的输出电压保持规定值。
图2是LSI即微型计算机6的概略框图。
微型计算机6具备：CPU61、ROM(Read Only Memory)63、RAM(Random AccessMemory)64、OSC(Oscillator，振荡器)65、外围设备68、VRMX67、DVR66。
在ROM63内保持有各种控制程序或初始设定数据，未图示的各种控制程序在模拟电子表1的起动时，由CPU61读出，并持续执行。
RAM64是SRAM和DRAM之类的易失性存储器，向CPU61提供作业用的存储空间。另外，在RAM内可暂时存储基于向操作部的输入操作而设定的用户设定数据等。RAM的一部分也可以是闪存器或EEPROM(Electrically Erasable and Programmable Read Only Memory)等非易失性存储器。
OSC65生成固有的频率信号，并供给到CPU61和外围设备68等，相当于图1的振荡电路611和振子8的组合。
DVR66是对驱动电机的信号进行驱动的电路。VRMX67是生成向该DVR66供给的电源的调节器。
外围设备68包含电机控制部69，该电机控制部69由相位控制电路691、驱动脉冲生成电路692、旋转探测脉冲生成电路693、VRMX控制电路694、A/D转换器695(A/D转换器)、探测判定电路696构成。此外，电机控制部69、DVR66、VRMX67也可以分别设置与微型计算机6分体的设备而进行各动作。
相位控制电路691对含有驱动脉冲的输出和旋转探测脉冲的生成的一系列的相位进行控制。驱动脉冲生成电路692向电机输出驱动脉冲，旋转探测脉冲生成电路693向电机输出旋转探测脉冲或反电动势抑制脉冲。VRMX控制电路694控制VRMX67，生成规定的电源电压。A/D转换器695将驱动电路5的模拟电压转换为数字信号。探测判定电路696将A/D转换器695转换的负值的数字信号转换为正值，判定转换后的值是否超过了阈值，并判定步进电机4是否已旋转。
图3是双核结构的步进电机4的俯视图。
步进电机4具有定子47和转子48。转子48形成为圆盘状，沿圆周方向转动自如地被支承，并且具有在径向上双极都被磁化了的永久磁铁。在转子48中，薄薄地实施了剖面线的部分构成N极48N，浓浓地实施了剖面线的部分构成S极48S。作为转子48，例如优选使用稀土磁铁等(例如，钐钴磁铁等)永久磁铁，但不局限于此。
转子48按照以设置于定子47的未图示的轴为中心可旋转的方式配置。此外，在本实施方式中，转子48通过对后述的线圈L1、L2施加驱动脉冲，能够以规定的步距角向逆时针方向和顺时针方向中的某一方向旋转。在将步进电机4应用于钟表等的情况下，在转子48上连结有例如用于使钟表的指针2走针的构成轮系机构3的齿轮，通过转子48旋转，可使该齿轮等旋转。
定子47由中心磁扼45、一对侧磁扼44、46、线圈L1、L2构成。中心磁扼45具备：直状部45a、向该直状部45a的一端侧大致上下对称地伸出的伸出部45b，作为整体，形成为大致T字状。一对侧磁扼44、46以包围转子48的方式大致左右对称地设置。而且，在中心磁扼45的伸出部45b和侧磁扼44、46之间插有线圈L1、L2，线圈L1、L2经由端子座43与驱动电路5(参照图1)连接。
在定子47上且在中心磁扼45和一对侧磁扼44、46的交点上形成有大致圆形的孔部，在该孔部配置有转子48。在定子47上，在励磁状态下，沿着转子48的外周，在中心磁扼45的附近、侧磁扼44的附近、侧磁扼46的附近呈现三个磁极。定子47的三个磁极通过对线圈L1、L2施加驱动脉冲，可切换其极性。
线圈L1其一端与中心磁扼45的伸出部45b进行磁性连结，线圈L1的另一端侧与侧磁扼46的自由端进行磁性连结。另外，线圈L2其一端侧与中心磁扼45的伸出部45b进行磁性连结，线圈L2的另一端侧与侧磁扼44的自由端进行磁性连结。
在本实施方式中，由电机控制部69对线圈L1、L2施加驱动脉冲。由此，当由线圈L1、L2产生磁通时，该磁通就沿着线圈L1的磁心及与该线圈L1进行磁性连结的定子47流动，适宜切换三个磁极。
另外，在定子47上且在收纳转子48的孔部的内周面形成有三个凹部。该三个凹部设置在中心磁扼45的方向、与该方向垂直的两个方向上。通过这三个凹部，能够维持转子48的静止状态。
在本实施方式中，步进电机4在转子48的极化方向沿与中心磁扼45垂直的两个方向对向的状态下，指标转矩(保持转矩)最大。因此在未施加有驱动脉冲的非通电状态下，转子48在图3所示的位置或从该位置旋转了180度的位置，磁稳定地停止。
下面，利用后述的图5、图6、图7对该步进电机4的动作进行详细说明。
图4是表示驱动电路5的电路图。
驱动电路5是将驱动脉冲施加于两个线圈L1、L2的驱动电路，是由开关元件Tr1～Tr9构成的H桥式电路，该开关元件Tr1～Tr9由MOSFET(Metal-Oxide-SemiconductorField-Effect Transistor，金属氧化物半导体场效应晶体管)构成。
本实施方式的驱动电路5通过将对应于线圈L1的电机驱动电路和对应于线圈L2的电机驱动电路并联连接，并将构成各电路的一部分开关元件Tr3、Tr4共用化而构成。
由电源部7(参照图1)对驱动电路5的电源端子和接地端子之间施加电源电压Vcc。而且，在电压端子和接地端子之间，经由接点O2串联连接有开关元件Tr1、Tr2，开关元件Tr3、Tr4经由接点O1串联连接，开关元件Tr5、Tr6经由接点O3串联连接。另外，在接点O2、O1之间连接有步进电机4的线圈L1，在接点O1、O3之间连接有线圈L2。
进而，在接点O2上连接有开关元件Tr7的一端，在接点O1上连接有开关元件Tr8的一端，在接点O3上连接有开关元件Tr9的一端。这些开关元件Tr7～Tr9的另一端经由同一电阻R1接地。开关元件Tr7～Tr9的另一端和电阻R1的接点与A/D转换器695(参照图2)连接。由此，能够检测施加于电阻R1的电压。
该驱动电路5的动作利用后述的图9、图12、图14进行详细说明。
图5A～H是双核电机的旋转时的说明图。这里，对通过使转子48正转(即，向逆时针方向旋转)，并且将双核电机的两个线圈L1、L2中的线圈L2制成高阻抗，来增大旋转探测所需要的电动势的情况进行说明。
此外，在下面的说明中，在将转子48的N极最接近中心磁扼45的状态(图5A所示的状态)设为初始位置(0度位置)时，记载的是从该状态起的旋转角度。在下面的图中，用斜体的“N”和“S”表示在线圈L1上施加有驱动脉冲的作为结果的磁极，用通常的N”和“S”表示通过转子48的旋转而励磁的结果。
图5A表示的是时刻t1(参照后述的图8)的步进电机4的状态。在该状态下，转子48的N极朝向中心磁扼45的方向。此时，对线圈L1施加驱动脉冲，侧磁扼44的方向成为S极，中心磁扼45的方向和侧磁扼46的方向都成为N极。通过转子48的N极与侧磁扼46的方向的N极相斥，并且与侧磁扼44的方向的S极相吸，转子48开始向正转方向旋转，移至图5B的状态。
图5B表示的是时刻t2(参照后述的图8)的步进电机4的状态。转子48逆时针旋转大致90度。此时，通过转子48的旋转，侧磁扼44的方向被励磁为N极，中心磁扼45和侧磁扼46的方向被励磁为S极，通过该磁通变化，在线圈L1上产生由反电动势引起的感应电流。接着该状态，移至图5C所示的状态。
图5C表示的是时刻t3(参照后述的图8)的步进电机4的状态。转子48逆时针旋转大致135度。此时，通过转子48的旋转，侧磁扼44的方向和中心磁扼45的方向被励磁为S极，侧磁扼46的方向被励磁为N极，通过该磁通变化，在线圈L1上产生由反电动势引起的感应电流。接着该状态，移至图5D所示的状态。
图5D表示的是时刻t4(参照后述的图8)的步进电机4的状态。转子48逆时针旋转大致225度，从180度的静止稳定点经过。此时，通过转子48的旋转，侧磁扼44的方向被励磁为S极，中心磁扼45的方向和侧磁扼46的方向被励磁为N极，通过该磁通变化，在在线圈L1上产生由反电动势引起的感应电流。接着该状态，移至图5E所示的状态。
图5E表示的是时刻t5(参照后述的图8)的步进电机4的状态。转子48逆时针旋转大致225度，由于从180度的静止稳定点经过，因此开始反向的旋转。此时，通过转子48的旋转，侧磁扼44的方向被励磁为N极，中心磁扼45的方向和侧磁扼46的方向被励磁为S极，通过该磁通变化，在线圈L1上产生由反电动势引起的感应电流。接着该状态，移至图5F所示的状态。
图5F表示的是时刻t6(参照后述的图8)的步进电机4的状态。转子48在回到180度的静止稳定点以后再次经过，成为逆时针旋转了大致135度的状态。此时，通过转子48的旋转，侧磁扼44的方向和中心磁扼45的方向被励磁为N极，侧磁扼46的方向被励磁为S极，通过该磁通变化，在线圈L1上产生由反电动势引起的感应电流。接着该状态，移至图5G所示的状态。
图5G表示的是时刻t7(参照后述的图8)的步进电机4的状态。转子48从再次经过以后逆时针旋转了大致135度的该状态，回到180度的静止稳定点。此时，通过转子48的旋转，侧磁扼44的方向和中心磁扼45的方向被励磁为S极，侧磁扼46的方向被励磁为N极，通过该磁通变化，在线圈L1上产生由反电动势引起的感应电流。接着该状态，移至图5H所示的状态。
图5H表示的是时刻t8的步进电机4的状态。这里，时刻t8指的是转子48在180度的静止稳定点停止的时刻。此时，侧磁扼44、46的方向或中心磁扼45的方向不被励磁，不会在线圈L1上产生由反电动势引起的感应电流。
转子48在停止了驱动脉冲的施加以后，如上所述，夹着磁稳定位置而向正转方向和反转方向双方摆动。在其任一种情况下，都会在线圈L1上产生反电动势，但在比较例和本实施方式中，在转子48一旦穿过了磁稳定位置以后向相反侧摇摆时，探测在线圈L1上产生的反电动势。
图6A～H是比较例的由控制实现的双核电机的非旋转时的说明图。
图6A表示的是时刻t1(参照后述的图8)的步进电机4的状态。在该状态下，转子48的N极朝向中心磁扼45的方向。此时，对线圈L1施加驱动脉冲，侧磁扼44的方向成为S极，中心磁扼45和侧磁扼46的方向成为N极。通过转子48的N极与侧磁扼46的方向的N极相斥，并且与侧磁扼44的方向的S极相吸，转子48开始向正转方向旋转，移至图6B的状态。
图6B表示的是时刻t2(参照后述的图8)的步进电机4的状态。转子48逆时针旋转大致90度。此时，转子48的旋转停止，侧磁扼44、46或中心磁扼45不被励磁，不会在线圈L1上产生由反电动势引起的感应电流。接着该状态，移至图6C所示的状态。
图6C表示的是时刻t3(参照后述的图8)的步进电机4的状态。转子48逆时针旋转大致45度，且向与最初相反的方向旋转。此时，通过转子48的旋转，侧磁扼44的方向被励磁为S极，中心磁扼45的方向和侧磁扼46的方向被励磁为N极，通过该磁通变化，在线圈L1上产生由反电动势引起的感应电流。接着该状态，移至图6D所示的状态。
图6D表示的是时刻t4(参照后述的图8)的步进电机4的状态。转子48顺时针旋转大致60度，从0度的静止稳定点经过。此时，通过转子48的旋转，侧磁扼44的方向和中心磁扼45的方向被励磁为S极，侧磁扼46的方向被励磁为N极，通过该磁通变化，在线圈L1上产生由反电动势引起的感应电流。接着该状态，移至图6E所示的状态。
图6E表示的是时刻t5(参照后述的图8)的步进电机4的状态。转子48顺时针旋转大致60度，由于从0度的静止稳定点经过，因此开始逆时针方向的旋转。此时，通过转子48的旋转，侧磁扼44的方向和中心磁扼45的方向被励磁为N极，侧磁扼46的方向被励磁为S极，通过该磁通变化，在线圈L1上产生由反电动势引起的感应电流。接着该状态，移至图6F所示的状态。
图6F表示的是时刻t6(参照后述的图8)的步进电机4的状态。转子48在回到0度的静止稳定点以后再次经过，逆时针旋转大致45度。此时，通过转子48的旋转，侧磁扼44的方向被励磁为N极，中心磁扼45的方向和侧磁扼46的方向被励磁为S极，通过该磁通变化，在线圈L1上产生由反电动势引起的感应电流。接着该状态，移至图6G所示的状态。
图6G表示的是时刻t7(参照后述的图8)的步进电机4的状态。转子48在逆时针旋转了大致45度以后，开始顺时针旋转。此时，通过转子48的旋转，侧磁扼44的方向被励磁为S极，中心磁扼45的方向和侧磁扼46的方向被励磁为N极，通过该磁通变化，在线圈L1上产生由反电动势引起的感应电流。接着该状态，移至图6H所示的状态。
图6H表示的是时刻t8的步进电机4的状态。这里，时刻t8指的是转子48在0度的静止稳定点停止的时刻。此时，侧磁扼44、46的方向或中心磁扼45不被励磁，不会在线圈L1上产生由反电动势引起的感应电流。
转子48即使在停止了驱动脉冲的施加以后不能到达旋转了180度的磁稳定位置的情况下，也能够以0度的磁稳定位置为中心向正转方向和反转方向双方摆动。在比较例中，转子48不能到达磁稳定位置，在向相反侧摇摆时，探测在线圈L1上产生的反电动势，通过判定将该反电动势进行正负翻转所得的值是否超过阈值，来探测有无旋转。
图7A～H是在本实施方式的由控制实现的双核电机的非旋转时施加有反电动势抑制脉冲时的说明图。
图7A的状态与图6A的状态同样，图7B的状态与图6B的状态同样。
图7C表示的是时刻t3(参照后述的图8)的步进电机4的状态。转子48逆时针旋转大致45度，且向与最初相反的方向旋转，在侧磁扼44的方向和中心磁扼45的方向励磁S极，在侧磁扼46的方向励磁N极。此时，当对线圈L1施加旋转探测脉冲时，侧磁扼44的方向就成为S极，中心磁扼45的方向和侧磁扼46的方向成为N极。该磁通成为对转子48的旋转的制动，消弱了以后的由反电动势引起的感应电流。与此相对，在上述的图5C的旋转时对线圈L1施加旋转探测脉冲，且侧磁扼44的方向成为S极、中心磁扼45的方向和侧磁扼46的方向成为N极的情况下，不会成为对转子48的旋转的制动，以后的由反电动势引起的感应电流不会被削弱。
接着该状态，移至图7D所示的状态。
图7D表示的是时刻t4(参照后述的图8)的步进电机4的状态。转子48顺时针旋转大致60度，从0度的静止稳定点经过。此时，通过转子48的旋转，侧磁扼44的方向和中心磁扼45的方向被励磁为S极，侧磁扼46的方向被励磁为N极，通过该磁通变化，在线圈L1上产生由反电动势引起的感应电流。接着该状态，移至图7E所示的状态。
图7E表示的是时刻t5(参照后述的图8)的步进电机4的状态。转子48顺时针旋转大致60度，由于从0度的静止稳定点经过，因此开始逆时针方向的旋转。此时，通过转子48的旋转，侧磁扼44的方向和中心磁扼45的方向被励磁为N极，侧磁扼46的方向被励磁为S极，通过该磁通变化，在线圈L1上产生由反电动势引起的感应电流。由该反电动势引起的感应电流比图6E的状态的由反电动势引起的感应电流小。接着该状态，移至图7F所示的状态。
图7F表示的是时刻t6(参照后述的图8)的步进电机4的状态。转子48在回到0度的静止稳定点以后，再次经过，逆时针旋转大致45度。此时，通过转子48的旋转，侧磁扼44的方向被励磁为N极，中心磁扼45的方向和侧磁扼46的方向被励磁为S极，通过该磁通变化，在线圈L1上产生由反电动势引起的感应电流。由该反电动势引起的感应电流比图6F的状态的由反电动势引起的感应电流小。接着该状态，移至图7G所示的状态。
图7G表示的是时刻t7(参照后述的图8)的步进电机4的状态。转子48在逆时针旋转了大致45度以后，开始顺时针旋转。此时，通过转子48的旋转，侧磁扼44的方向被励磁为S极，中心磁扼45的方向和侧磁扼46的方向被励磁为N极，通过该磁通变化，在线圈L1上产生由反电动势引起的感应电流。由该反电动势引起的感应电流比图6G的状态的由反电动势引起的感应电流小。接着该状态，移至图7H所示的状态。
图7H表示的是时刻t8的步进电机4的状态。这里，时刻t8指的是转子48在0度旋转的静止稳定点停止的时刻。此时，侧磁扼44、46的方向或中心磁扼45不被励磁，不会在线圈L1上产生由反电动势引起的感应电流。
转子48即使在停止驱动脉冲的施加以后不能到达旋转了180度的磁稳定位置的情况下，也能够以0度的磁稳定位置为中心向正转方向和反转方向双方摆动。在本实施方式中，转子48不能到达磁稳定位置，在向相反侧摇摆时，对转子48施以制动，其后，探测出在线圈L1上产生的反电动势。
《比较例》
图8是比较例的由控制实现的驱动电路5的波形图。
该波形图用同一时间轴表示接点O1的电压波形、接点O2的电压波形、电机电流波形。在各波形图的上侧，记载的是各期间的名称。
驱动脉冲期间指的是对接点O2施加驱动脉冲的期间。时刻t1是该驱动脉冲期间的起始时刻，时刻t2是驱动脉冲期间的大致中间。在该驱动脉冲期间，流过规定量的电机电流。
MASK期间指的是屏蔽接点O2的探测的期间。时刻t3是该MASK期间的结束时刻。
O2探测期间是指检测流向接点O2的探测的期间。是比时刻t3靠后的期间。电机电流在时刻t3、t4正向流动，然后在时刻t5、t6反向流动，在时刻t7再次正向流动。在时刻t5、t6附近，在接点O2上产生随着探测而来的电压脉冲。下面，利用图9对这些各期间的驱动电路5的动作进行详细说明。
图9A～D是比较例的由控制实现的驱动电路5的动作说明图。
图9A用箭头表示对线圈L1进行了脉冲驱动时的电流。
首先，通过驱动脉冲生成电路692(参照图2)，开关元件Tr1、Tr4被切换为接通，其以外的开关元件全都被断开。此时，从电源经由开关元件Tr1、线圈L1、开关元件Tr4流过规定量的电机电流。此时，将从接点O2向接点O1流动的电流定义为正向。此外，在图中，将开关元件的接通记载为“ON”，开关元件的断开被记载为“OFF”，或省略记载。
图9B用箭头表示在MASK期间流过的电流。
在MASK期间的最初，开关元件Tr1、Tr4接通。通过电机控制部69(参照图2)，开关元件Tr1被断开，然后开关元件Tr2被切换为接通。因此，开关元件Tr2、Tr4接通，其以外的开关元件全都被断开。在线圈L1上产生基于转子48(参照图3)的正向旋转的由反电动势引起的感应电流，电流从接点O2向接点O1流动，经由开关元件Tr4、Tr2进行环流。这里，在转子48(参照图3)的旋转方向变成反向时，成为图9C所示的状态。
图9C用箭头表示在MASK期间流过的电流。
这里，开关元件Tr2、Tr4接通，其以外的开关元件全都被断开。在线圈L1上产生基于转子48(参照图3)的反向旋转的由反电动势引起的感应电流，电流从接点O1向接点O2流动，经由开关元件Tr2、Tr4进行环流。
图9D表示的是O2探测期间的电流检测。
在O2探测期间的最初，开关元件Tr2、Tr4接通。通过旋转探测脉冲生成电路693(参照图2)，开关元件Tr7被切换为接通，然后开关元件Tr2每隔适当短时间，都被切换为断开。其以外的开关元件全都被断开。图9D表示的是开关元件Tr7接通、开关元件Tr2被断开的状态。
在线圈L1上产生基于转子48(参照图3)的反向旋转的由反电动势引起的感应电流，电流从接点O1向接点O2流动，经由开关元件Tr7、电阻R1、接地、开关元件Tr4进行环流。通过由A/D转换器695(参照图2)测定该电阻R1的端子电压，能够测定反电动势。
《本实施方式》
在本实施方式中，通过在走针用的驱动脉冲之后赋予反电动势抑制脉冲，能够抑制转子的旋转，能够抑制非旋转时的反电动势的电平。通过反电动势抑制脉冲具有多个脉宽和DUTY、定时，也能够应对电机形状的变更等。
图10A～D是对本实施方式的反电动势抑制脉冲规格进行说明的图。各图都表示接点O2的电压。
图10A表示的是未施加反电动势抑制脉冲时的接点O2的电压波形。
首先，对接点O2施加驱动脉冲。在该图中，表示的是三个脉冲。接下来，在MASK期间，通过电机控制部69(参照图2)，开关元件Tr2被切换为接通，接点O2与接地连接。由此，接点O2成为电压Vss。
在探测期间，开关元件Tr2、Tr4、Tr7(参照图4)被切换为接通，然后通过旋转探测脉冲生成电路693(参照图2)，开关元件Tr2每隔适当短时间，都被切换为断开。在该图中，将开关元件Tr2被断开期间表示为“OPEN”。在该“OPEN”期间，如果在电阻R1(参照图9D)上检测到规定的电压，则判断为该步进电机4(参照图3)正常旋转。
此外，MASK期间和探测期间相当于用于探测该步进电机4的旋转的旋转探测期间。
图10B表示的是施加有一个反电动势抑制脉冲时的接点O2的电压波形。
驱动脉冲与图10A所示的情况同样。接下来，在MASK期间，通过电机控制部69，开关元件Tr2被切换为接通，接点O2与接地连接。由此，接点O2成为电压Vss。在该MASK期间结束前，施加一个反电动势抑制脉冲。由此，在非旋转时，能够对转子48的旋转施以制动。
其后，在探测期间，开关元件Tr2、Tr4、Tr7(参照图4)被切换为接通，然后在“OPEN”期间，开关元件Tr2每隔适当短时间，都被切换为断开。在该“OPEN”期间，如果检测到规定的电压，则判断该步进电机4(参照图3)正常旋转。
图10C表示的是施加有两个反电动势抑制脉冲时的接点O2的电压波形。图10D表示的是施加有三个反电动势抑制脉冲时的接点O2的电压波形。这两个图除反电动势抑制脉冲的个数发生变化，且更强地施以制动以外，其余与图10B所示的情况同样。
图11是本实施方式的由控制实现的驱动电路5的波形图。
该波形图与图8同样，用同一时间轴表示接点O1的电压波形、接点O2的电压波形、电机电流波形。此外，这里，用实线表示图7A～H所示的在非旋转时施加反电动势抑制脉冲时的波形。用虚线表示图5A～H所示的旋转时的波形。
从时刻t1起，对接点O2施加驱动脉冲，时刻t2是驱动脉冲的施加期间的大致中间。
当在驱动脉冲结束后经过规定时间时，就开始向接点O2流过由反电动势引起的电流。其后，在时刻t3，对接点O2施加反电动势抑制脉冲。通过该反电动势抑制脉冲，在非旋转时，对转子48施以制动。
其后，在时刻t5附近，电机电流反向流动，在接点O2呈现旋转探测脉冲。该旋转探测脉冲是在测量向线圈L1流动的电流时呈现的脉冲。此外，因为在这里转子48不旋转，且由时刻t3的反电动势抑制脉冲对转子48施以制动，所以电流得到抑制，如实线那样变小。与此相对，在转子48正在旋转的情况下，即使施加反电动势抑制脉冲，也会如虚线所示，成为足够大的电流值。因此，通过反电动势抑制脉冲的施加，能够明确判定转子48有无旋转。
此外，在转子48未旋转时，例如通过对线圈L1、L2双方施加驱动脉冲，能够可靠地使转子48旋转。
图12A～E是本实施方式的由控制实现的驱动电路5的动作说明图。
图12A与图9A的比较例同样，用箭头表示对线圈L1进行了脉冲驱动时的电流。
首先，通过驱动脉冲生成电路692(参照图2)，开关元件Tr1、Tr4被切换为接通，其以外的开关元件全都被断开。此时，从电源经由开关元件Tr1、线圈L1、开关元件Tr4流过规定量的电机电流(正向)。
图12B与图9B的比较例同样，用箭头表示在MASK期间流动的电流。
在MASK期间的最初，开关元件Tr1、Tr4接通。通过电机控制部69(参照图2)，开关元件Tr1被断开，然后开关元件Tr2被切换为接通。因而，开关元件Tr2、Tr4接通，其以外的开关元件全都被断开。在线圈L1上产生基于转子48(参照图3)的正向旋转的由反电动势引起的感应电流，电流从接点O2向接点O1流动，经由开关元件Tr4、Tr2进行环流。在该状态下，如图12C所示，进行反电动势抑制脉冲的施加。
图12C用箭头表示对线圈L1施加有反电动势抑制脉冲时的电流。
首先，开关元件Tr2、Tr4被接通。通过旋转探测脉冲生成电路693(参照图2)，开关元件Tr2被断开，然后开关元件Tr1在适当短时间内就被切换为接通。其以外的开关元件全都被断开。此时，从电源经由开关元件Tr1、线圈L1、开关元件Tr4流过电流(正向)。该电流是在非旋转时对转子48(参照图3)施以制动的反电动势抑制脉冲。
图12D与图9C的比较例同样，用箭头表示在MASK期间流动的电流。
在该MASK期间的最初，开关元件Tr4接通。通过电机控制部69(参照图2)，开关元件Tr2被切换为接通。因而，开关元件Tr2、Tr4接通，其以外的开关元件全都被断开。在线圈L1上产生基于转子48(参照图3)的反向旋转的由反电动势引起的感应电流，电流从接点O1向接点O2流动，经由开关元件Tr2、Tr4进行环流。
图12E表示的是O2探测期间的电流检测。
在O2探测期间的最初，开关元件Tr2、Tr4接通。通过旋转探测脉冲生成电路693(参照图2)，开关元件Tr7被切换为接通，然后开关元件Tr2每隔适当短时间，都被切换为断开。其以外的开关元件全都被断开。该图12E表示的是开关元件Tr7接通、开关元件Tr2被断开的状态。
在线圈L1上产生基于转子48(参照图3)的反向旋转的由反电动势引起的感应电流，电流从接点O1向接点O2流动，经由开关元件Tr7、电阻R1、接地、开关元件Tr4进行环流。通过由A/D转换器695(参照图2)测定该电阻R1的端子电压，能够测定反电动势。
在本实施方式中，在驱动脉冲施加后，通过在相对于非旋转时的转子48的旋转方向成为制动的方向上施加短脉冲，来抑制其旋转速度，而减小其后的反电动势。由此，能够相对于旋转时的反电动势减小非旋转时的反电动势，从而防止在非旋转时发生的误探测。
根据本实施方式，即使在采样的偏差或高温时等，都能够防止非旋转时的误探测。因而，不管外部条件如何，都能够进行旋转探测，能够实现通常走针时的低电力消耗化。
《变形例》
在变形例中，在检测到正向电流时，对线圈L1施加反电动势抑制脉冲。由此，与仅在规定期间后施加反电动势抑制脉冲相比，能够更正确地对转子48施以制动。
图13是变形例的由控制实现的驱动电路5的波形图。
该波形图与图8同样，用同一时间轴表示接点O1的电压波形、接点O2的电压波形、电机电流波形，且表示各期间的名称。此外，在这里，用实线表示如图7A～H所示的在非旋转时施加有反电动势抑制脉冲时的波形。用虚线表示图5A～H所示的旋转时的波形。
从时刻t1起，对接点O2施加驱动脉冲，时刻t2是驱动脉冲的施加期间的大致中间。
驱动脉冲结束后的规定时间是屏蔽期间。此外，在图中，简称为“Msk”。
其后，在O1探测期间(简称为“O1”)，由反电动势引起的电机电流开始流动，在接点O1上呈现旋转探测脉冲。在该旋转探测脉冲达到规定值的时刻t3，对接点O2施加反电动势抑制脉冲。通过该反电动势抑制脉冲，在非旋转时，对转子48施以制动。
其后，在O2探测期间，在时刻t5附近，电机电流反向流动，在接点O2上呈现旋转探测脉冲。该旋转探测脉冲是在测量向线圈L1流动的电流时呈现的脉冲。此外，在转子48不旋转，且由时刻t3的反电动势抑制脉冲对转子48施以制动时，电流得到抑制，如实线那样变小。与此相对，在转子48旋转的情况下，即使施加有反电动势抑制脉冲，也如虚线所示，成为足够大的电流值。因而，通过反电动势抑制脉冲的施加，能够明确判定转子48有无旋转。
图14是变形例的由控制实现的驱动电路5的动作说明图。
图14A与图9A的比较例同样，用箭头表示对线圈L1进行了脉冲驱动时的电流。
首先，通过驱动脉冲生成电路692(参照图2)，开关元件Tr1、Tr4被切换为接通，其以外的开关元件全都被断开。此时，从电源经由开关元件Tr1、线圈L1、开关元件Tr4流过规定量的电机电流(正向)。
图14B与图9B的比较例同样，用箭头表示在MASK期间流动的电流。
在MASK期间的最初，开关元件Tr1、Tr4接通。通过电机控制部69(参照图2)，开关元件Tr1被断开，然后开关元件Tr2被切换为接通。因而，开关元件Tr2、Tr4接通，其以外的开关元件全都被断开。在线圈L1上产生基于转子48(参照图3)的正向旋转的由反电动势引起的感应电流，电流从接点O2向接点O1流动，经由开关元件Tr4、Tr2进行环流。
图14C表示的是O1探测期间的电流检测。
在O1探测期间的最初，开关元件Tr2、Tr4接通。通过旋转探测脉冲生成电路693(参照图2)，开关元件Tr8被切换为接通，然后开关元件Tr4每隔适当短时间，都被切换为断开。其以外的开关元件全都被断开。该图14C表示的是开关元件Tr8接通、开关元件Tr4被断开的状态。
在线圈L1上产生基于转子48(参照图3)的正向旋转的由反电动势引起的感应电流，电流从接点O2向接点O1流动，经由开关元件Tr7、电阻R1、接地、开关元件Tr4进行环流。在变形例中，通过由A/D转换器695(参照图2)测定该电阻R1的端子电压，能够测定反电动势。当步进电机4的负荷发生波动时，适合对线圈L1施加反电动势抑制脉冲的定时有可能发生变化。在变形例中，由于一边测定反电动势，一边判定对线圈L1施加反电动势抑制脉冲的定时，因此能够以最佳定时施加反电动势抑制脉冲。
图14D与图12B的情况同样，用箭头表示在线圈L1上施加有反电动势抑制脉冲时的电流。
首先，开关元件Tr2、Tr4被接通。通过旋转探测脉冲生成电路693(参照图2)，开关元件Tr2被断开，然后开关元件Tr1在适当短时间内就被切换为接通。其以外的开关元件全都被断开。此时，从电源经由开关元件Tr1、线圈L1、开关元件Tr4流过电流(正向)。该电流是对转子48(参照图3)施以制动的反电动势抑制脉冲。
图14E与图9C的比较例同样，用箭头表示在MASK期间流动的电流。
在该MASK期间的最初，开关元件Tr4接通。通过电机控制部69(参照图2)，开关元件Tr2被切换为接通。其以外的开关元件全都被断开。在线圈L1上产生基于转子48(参照图3)的反向旋转的由反电动势引起的感应电流，电流从接点O1向接点O2流动，经由开关元件Tr2、Tr4进行环流。
图14F与图12E的情况同样，表示的是O2探测期间的电流检测。
在O2探测期间的最初，开关元件Tr2、Tr4接通。通过旋转探测脉冲生成电路693(参照图2)，开关元件Tr7被切换为接通，然后开关元件Tr2每隔适当短时间，都被切换为断开。其以外的开关元件全都被断开。该图14E表示的是开关元件Tr2被断开的状态。
在线圈L1上产生基于转子48(参照图3)的反向旋转的由反电动势引起的感应电流，电流从接点O1向接点O2流动，经由开关元件Tr7、电阻R1、接地、开关元件Tr4进行环流。通过由A/D转换器695(参照图2)测定该电阻R1的端子电压，能够测定反电动势。
(其他变形例)
本发明不局限于上述实施方式或上述变形例，在不脱离本发明精神的范围内，可实施变更，例如，具有以下(a)～(c)那样的例子。
(a)在上述实施方式或上述变形例中，作为步进电机4，记载的是使用双核电机的情况，但不局限于此，也可以应用于使用一个线圈的电机。
(b)在上述实施方式或上述变形例中，设为搭载于电子表1的电机驱动装置进行了说明，但不局限于此，也可以搭载于任意装置。
(c)在上述实施方式中，施加有反电动势抑制脉冲来代替旋转探测脉冲的“OPEN”期间，但不局限于此。
Claims (10)
1.一种电机驱动装置，其特征在于，具备：
驱动步进电机的驱动部、以及
处理器，
所述处理器向所述驱动电路输出用于驱动所述步进电机的脉冲信号即驱动脉冲信号，
在输出了所述驱动脉冲以后，输出用于检测所述步进电机的驱动的脉冲信号即驱动检测脉冲信号，
所述驱动检测脉冲信号为与由所述步进电机产生的反电动势相同的正负电极性。
2.根据权利要求1所述的电机驱动装置，其特征在于，
在由所述步进电机产生的反电动势为与所述驱动脉冲相同的正负电极性的情况下，所述处理器输出所述驱动探测脉冲信号。
3.根据权利要求1所述的电机驱动装置，其特征在于，
所述处理器检测所述步进电机的反电动势，
所述处理器通过所述检测到的反电动势来判断所述步进电机有无旋转。
4.根据权利要求3所述的电机驱动装置，其特征在于，
所述处理器通过所述处理器内的开关元件和A/D转换器来检测所述步进电机的反电动势，
所述开关元件的一端与所述步进电机的线圈连接，另一端经由电阻与接地连接，
所述A/D转换器检测施加给所述电阻的电压。
5.根据权利要求4所述的电机驱动装置，其特征在于，
在所述检测到的反电动势的正负电极性与所述驱动脉冲信号的正负电极性为反极性的情况下，所述处理器判断所述步进电机有无旋转。
6.根据权利要求3所述的电机驱动装置，其特征在于，
所述处理器在检测到所述步进电机的反电动势以后，输出所述驱动探测脉冲信号。
7.一种电子表，其特征在于，具备：
权利要求1所述的电机驱动装置、以及
显示时刻的显示部。
8.一种电子表，其特征在于，具备：
权利要求2所述的电机驱动装置、以及
显示时刻的显示部。
9.一种电子表，其特征在于，具备：
权利要求3所述的电机驱动装置、以及
显示时刻的显示部。
10.一种电子表，其特征在于，具备：
权利要求4所述的电机驱动装置、以及
显示时刻的显示部。
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