專利名稱：步進(jìn)電動(dòng)機(jī)控制設(shè)備及電子時(shí)計(jì)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本申請(qǐng)涉及一種步進(jìn)電動(dòng)機(jī)控制設(shè)備，其旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)一步進(jìn)電動(dòng)機(jī)并檢測該步進(jìn)電動(dòng)機(jī)有/沒有旋轉(zhuǎn)，并涉及一種利用該步進(jìn)電動(dòng)機(jī)控制設(shè)備的電子時(shí)計(jì)。
背景技術(shù)：
目前為止，在電子時(shí)計(jì)中，旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)時(shí)間指針如時(shí)針或分針的電動(dòng)機(jī)采用步進(jìn)電動(dòng)機(jī)。
圖5示出目前用于電子時(shí)計(jì)如電子手表(如參考專利文獻(xiàn)1)中步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的正視圖。
圖5中，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)包括磁性材料制成的定子501，纏繞在定子501上的線圈207，以及設(shè)置在定子501內(nèi)的雙極轉(zhuǎn)子502。定子501中，具有飽和部分503，504以及用于確定轉(zhuǎn)子502的停止位置的內(nèi)槽口505和506。
當(dāng)給207線圈施加方波驅(qū)動(dòng)脈沖以使電流i沿圖5中箭頭所示的方向流動(dòng)時(shí)，在定子501中產(chǎn)生以箭頭所示方向的磁通。這樣，飽和部分503和504最先飽和，之后由于定子501中產(chǎn)生的磁極和轉(zhuǎn)子502中產(chǎn)生的磁極之間的相互作用，轉(zhuǎn)子502以180度沿圖5中箭頭所示的方向(逆時(shí)針)旋轉(zhuǎn)。從而，交替允許極性不同的脈沖電流差在線圈207中流動(dòng)，以因此進(jìn)行與上面同樣的動(dòng)作并使轉(zhuǎn)子502以180度的增量逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)。
圖6示出目前已經(jīng)用于電子時(shí)計(jì)的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)控制設(shè)備的電路圖，其用于進(jìn)行該步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)控制。該電路這樣構(gòu)造使得旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)電路和旋轉(zhuǎn)檢測電路集成在一起(如，參考專利文獻(xiàn)1)。
圖6中，p型溝道MOS晶體管Q1，Q2和n型溝道MOS晶體管Q3，Q4為電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路的構(gòu)成元件，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)線圈207連接在晶體管Q1和晶體管Q3的源極連接點(diǎn)與晶體管Q2和晶體管Q4的源極連接點(diǎn)之間。
各晶體管Q1-Q6的柵極連接到控制電路103。檢測電阻208和線圈207的連接點(diǎn)OUT2與檢測電阻209和線圈207的連接點(diǎn)OUT1連接到比較器210的輸入部分。而且，比較器210的該輸入部分輸入一預(yù)定閾值電壓Vss。
與晶體管Q5串聯(lián)連接的檢測電阻208，與晶體管Q6串聯(lián)連接的檢測電阻209，和比較器210為旋轉(zhuǎn)檢測電路的構(gòu)成元件。
圖7是時(shí)序圖，其用于進(jìn)行圖6所示的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)控制設(shè)備中步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)控制和檢測控制。
將參考圖5-7描述具有上述結(jié)構(gòu)的常規(guī)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)控制設(shè)備的操作。首先，當(dāng)給控制電路103的輸入部分Vi施加一個(gè)驅(qū)動(dòng)脈沖P1時(shí)，晶體管Q2和Q3在控制電路103的控制下變?yōu)閷?dǎo)通狀態(tài)。這樣，電流就沿箭頭所示的方向在線圈207中流動(dòng)，而且轉(zhuǎn)子502如圖5所示的逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)。
另一方面，非檢測期間IT，其為未檢測步進(jìn)電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)的時(shí)間段，在緊接電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)期間之后被設(shè)置為一給定期間T7，以及用于檢測步進(jìn)電動(dòng)機(jī)是否旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)檢測期間DT，在緊接非檢測期間IT之后被設(shè)置為一給定期間T8。
在旋轉(zhuǎn)檢測期間DT，給控制電路103的輸入部分Vi施加旋轉(zhuǎn)檢測控制脈沖SP1。在晶體管Q3和Q4響應(yīng)于旋轉(zhuǎn)檢測控制脈沖SP1處于導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)，控制電路103以給定頻率控制晶體管Q4的開/關(guān)動(dòng)作。
這種情況下，從旋轉(zhuǎn)檢測電阻209和線圈207的連接點(diǎn)OUT1取出檢測信號(hào)V8。獲得具有如圖7所示波形的檢測信號(hào)作為檢測信號(hào)V8的。圖7中，當(dāng)轉(zhuǎn)子502如圖5中逆時(shí)針擺動(dòng)時(shí)產(chǎn)生低于VDD的檢測電壓V8，當(dāng)轉(zhuǎn)子502如圖5中順時(shí)針擺動(dòng)時(shí)產(chǎn)生高于VDD的檢測電壓V8。
當(dāng)轉(zhuǎn)子502旋轉(zhuǎn)時(shí)，獲得超出給定閾值電壓(該常規(guī)實(shí)例中的Vss)檢測信號(hào)V8，而且從比較器210輸出高電平的旋轉(zhuǎn)檢測信號(hào)Vs。當(dāng)轉(zhuǎn)子502不旋轉(zhuǎn)時(shí)，由于檢測信號(hào)V8沒有達(dá)到該閾值電壓，所以從比較器210輸出低電平的旋轉(zhuǎn)檢測信號(hào)Vs。根據(jù)該旋轉(zhuǎn)檢測信號(hào)Vs可能檢測到該步進(jìn)電動(dòng)機(jī)是否旋轉(zhuǎn)。完成旋轉(zhuǎn)檢測之后，晶體管Q3和Q4維持在導(dǎo)通狀態(tài)以制動(dòng)該步進(jìn)電動(dòng)機(jī)。
在隨后的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)期間，給控制電路103的輸入部分Vi施加隨后的標(biāo)準(zhǔn)驅(qū)動(dòng)脈沖P1?？刂齐娐?03控制晶體管Q1和Q4導(dǎo)通，而驅(qū)動(dòng)電流以與上述驅(qū)動(dòng)電流相反的方向(圖5中逆時(shí)針)在線圈207中流動(dòng)從而使得轉(zhuǎn)子502逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)。
這時(shí)在旋轉(zhuǎn)檢測期間，當(dāng)給控制電路103的輸入部分Vi施加旋轉(zhuǎn)檢測控制脈沖SP1時(shí)，控制電路103控制晶體管Q4和Q5導(dǎo)通，并以給定頻率控制晶體管Q3的開/關(guān)動(dòng)作。
這種情況下，從電阻208和線圈207的連接點(diǎn)OUT2取出檢測電壓V。檢測電壓V的電平由比較器210判定。如上面同樣的方式，在轉(zhuǎn)子502旋轉(zhuǎn)的情況下，從比較器210輸出高電平的旋轉(zhuǎn)檢測信號(hào)Vs，在轉(zhuǎn)子502不旋轉(zhuǎn)的情況下，從比較器210輸出低電平的旋轉(zhuǎn)檢測信號(hào)Vs。根據(jù)該旋轉(zhuǎn)檢測信號(hào)Vs不可能檢測到步進(jìn)電動(dòng)機(jī)是否旋轉(zhuǎn)。
完成旋轉(zhuǎn)檢測之后，晶體管Q3和Q4維持在導(dǎo)通狀態(tài)以制動(dòng)該步進(jìn)電動(dòng)機(jī)。
JP57-18440 B(第1-2頁，圖1)在上述結(jié)構(gòu)的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)控制設(shè)備中，在步進(jìn)電動(dòng)機(jī)由驅(qū)動(dòng)脈沖P1驅(qū)動(dòng)之后，轉(zhuǎn)子502在轉(zhuǎn)子502應(yīng)該停止的中心位置自由擺動(dòng)。在結(jié)束施加驅(qū)動(dòng)脈沖P1之后，轉(zhuǎn)子502的自由擺動(dòng)立即變大，而且由于慣性轉(zhuǎn)子502以與標(biāo)準(zhǔn)旋轉(zhuǎn)方向(在上述常規(guī)實(shí)例中的逆時(shí)針)同方向擺動(dòng)。當(dāng)轉(zhuǎn)子502逆時(shí)針擺動(dòng)時(shí)，電流沿圖6所示的箭頭方向流動(dòng)。
另一方面，各晶體管Q3-Q6的等效電路分別由包括開關(guān)804和電阻803的串聯(lián)電路，以及與該串聯(lián)電路并聯(lián)連接的二極管801和電容802構(gòu)成，如圖8所示。各晶體管Q3-Q6認(rèn)為是具有單相二極管的等效元件。
因此，即使步進(jìn)電動(dòng)機(jī)不旋轉(zhuǎn)，但由于轉(zhuǎn)子502的逆時(shí)針擺動(dòng)在緊接驅(qū)動(dòng)脈沖P1施加完成之后的給定期間內(nèi)變大，所以可以獲得如圖7所示的高于閾值電壓Vss的檢測電壓V7。就是說，在檢測信號(hào)V7中，該檢測信號(hào)V7是在緊接結(jié)束施加驅(qū)動(dòng)脈沖P1之后的一給定期間T7內(nèi)獲得的，由于轉(zhuǎn)子502的大幅度自由擺動(dòng)而在檢測電阻209中出現(xiàn)具有大峰值的檢測電壓，并且由于步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)而引起誤檢測。
目前為止，為防止這樣的誤檢測，控制電路這樣構(gòu)造使得具有給定時(shí)間寬度T7的非檢測期間IT設(shè)置為在緊接中斷施加驅(qū)動(dòng)脈沖P1之后的一時(shí)間點(diǎn)開始，從而阻止在非檢測期間IT進(jìn)行步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)檢測。
同樣，在緊接中斷施加驅(qū)動(dòng)脈沖P1之后的非檢測期間IT和在檢測期間DT，在晶體管Q3-Q6處于導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)以給定頻率控制晶體管Q4的開/關(guān)動(dòng)作。也就是說，在非檢測期間IT中和在檢測期間DT中，為放大過渡響應(yīng)中的檢測信號(hào)而控制晶體管Q4的開/關(guān)動(dòng)作。因此，出現(xiàn)這樣一個(gè)問題，就是步進(jìn)電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生制動(dòng)力，導(dǎo)致不經(jīng)濟(jì)的能量消耗。
因此，出現(xiàn)這樣一個(gè)問題，就是由于規(guī)定了該非檢測期間IT而使得控制電路結(jié)構(gòu)變的復(fù)雜。
本發(fā)明的一個(gè)目的在于提供一種步進(jìn)電動(dòng)機(jī)控制設(shè)備，其有效改善能量消耗。
進(jìn)一步，本發(fā)明的另一目的在于提供一種步進(jìn)電動(dòng)機(jī)控制設(shè)備，其以簡單的結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)更安全地檢測步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)而不需要任何規(guī)定非檢測期間IT。
進(jìn)一步，本發(fā)明的另一目的在于提供一種電子時(shí)計(jì)，其有效改善能量消耗。
進(jìn)一步，本發(fā)明的另一目的在于提供一種電子時(shí)計(jì)，其以簡單的結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)更安全地檢測用于驅(qū)動(dòng)時(shí)針的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明，提供一種步進(jìn)電動(dòng)機(jī)控制設(shè)備，其包括相互串聯(lián)的第一和第二開關(guān)元件；相互串聯(lián)的第三和第四開關(guān)元件；步進(jìn)電動(dòng)機(jī)線圈，其連接在第一和第二開關(guān)元件的連接點(diǎn)和第三和第四開關(guān)元件的連接點(diǎn)之間；包括與第一開關(guān)元件并聯(lián)連接的第五開關(guān)元件和第一檢測元件的第一串聯(lián)電路；包括與第三開關(guān)元件并聯(lián)連接的第六開關(guān)元件和第二檢測元件的第二串聯(lián)電路；一個(gè)控制裝置，其響應(yīng)于驅(qū)動(dòng)脈沖控制第一到第四開關(guān)元件的開/關(guān)動(dòng)作使得電流在該線圈中流動(dòng)以旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)該步進(jìn)電動(dòng)機(jī)，并響應(yīng)于旋轉(zhuǎn)檢測控制脈沖控制第一，第三，第五和第六開關(guān)元件的開/關(guān)動(dòng)作，該旋轉(zhuǎn)檢測控制脈沖在緊接根據(jù)驅(qū)動(dòng)脈沖的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)之后的旋轉(zhuǎn)檢測期間，緊接驅(qū)動(dòng)脈沖施加結(jié)束之后施加；以及一個(gè)檢測裝置，其根據(jù)在第一和第二檢測元件和線圈之間產(chǎn)生的電壓與給定閾值電壓相比較的結(jié)果，來檢測該步進(jìn)電動(dòng)機(jī)有/沒有旋轉(zhuǎn)，該步進(jìn)電動(dòng)機(jī)控制設(shè)備的特征在于當(dāng)?shù)谒暮偷谖彘_關(guān)元件處于導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)在經(jīng)過給定期間之后，控制裝置以給定頻率控制第三開關(guān)元件的開/關(guān)動(dòng)作，或者當(dāng)?shù)谌偷诹_關(guān)元件處于導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)在經(jīng)過給定期間之后，控制裝置以給定頻率控制第一開關(guān)元件的開/關(guān)動(dòng)作，并且當(dāng)控制裝置以給定頻率控制第三開關(guān)元件或第四開關(guān)元件的開/關(guān)動(dòng)作時(shí)，檢測裝置檢測該步進(jìn)電動(dòng)機(jī)有/沒有旋轉(zhuǎn)。
當(dāng)?shù)谒暮偷谖彘_關(guān)元件處于導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)在經(jīng)過給定期間之后，控制裝置以給定頻率控制第三開關(guān)元件的開/關(guān)動(dòng)作，或者當(dāng)?shù)谌偷诹_關(guān)元件處于導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)在經(jīng)過給定期間之后，控制裝置以給定頻率控制第四開關(guān)元件的開/關(guān)動(dòng)作。當(dāng)控制裝置以給定頻率控制第三開關(guān)元件或第四開關(guān)元件的開/關(guān)動(dòng)作時(shí)，檢測裝置檢測該步進(jìn)電動(dòng)機(jī)有/沒有旋轉(zhuǎn)。
這里，第一，第三，第五和第六開關(guān)元件可以由n型溝道MOS晶體管構(gòu)成，第二和第四開關(guān)元件可以由p型溝道MOS晶體管構(gòu)成。
進(jìn)一步，第一和第二檢測元件可以由電阻構(gòu)成。
進(jìn)一步，根據(jù)本發(fā)明，提供一種電子時(shí)計(jì)，其包括一個(gè)使時(shí)間指針旋轉(zhuǎn)的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)和一個(gè)旋轉(zhuǎn)控制該步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)控制設(shè)備，該時(shí)計(jì)的特征在于采用上述任何一種步進(jìn)電動(dòng)機(jī)控制設(shè)備作步進(jìn)電動(dòng)機(jī)控制設(shè)備。


所附附圖中描述了本發(fā)明的優(yōu)選形式，其中圖1是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的電子時(shí)計(jì)的方框圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例用于解釋步進(jìn)電動(dòng)機(jī)控制設(shè)備的操作的電路圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例用于解釋步進(jìn)電動(dòng)機(jī)控制設(shè)備的操作的電路圖；圖4是步進(jìn)電動(dòng)機(jī)控制設(shè)備的時(shí)序圖；圖5是一般步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的正視圖；圖6是用于解釋常規(guī)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)控制設(shè)備的動(dòng)作的電路圖；圖7是常規(guī)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)控制設(shè)備的時(shí)序圖；圖8是一般n型溝道MOS晶體管的等效電路圖。
具體實(shí)施例方式
下面，將參考附圖具體描述本發(fā)明的實(shí)施例。
圖1是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的采用步進(jìn)電動(dòng)機(jī)控制設(shè)備的電子時(shí)計(jì)的方框圖，并示出模擬電子手表的一個(gè)實(shí)例。
參考圖1，振蕩電路101通過分頻電路102連接到控制電路103的輸入部分?？刂齐娐?03的第一輸出部分通過電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路104連接到步進(jìn)電動(dòng)機(jī)105用于驅(qū)動(dòng)時(shí)針。控制電路103的第二輸出部分連接到旋轉(zhuǎn)檢測電路106的控制輸入部分。用于檢測電動(dòng)機(jī)105是否旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)檢測電路106連接在電動(dòng)機(jī)105和控制電路103之間。旋轉(zhuǎn)檢測電路106構(gòu)成旋轉(zhuǎn)檢測裝置。
步進(jìn)電動(dòng)機(jī)105結(jié)構(gòu)與圖5中所示的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)相同。同樣，電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路104和旋轉(zhuǎn)檢測電路106本身的結(jié)構(gòu)與圖6中所示的相同，但是控制各個(gè)晶體管Q1-Q6的開/關(guān)動(dòng)作的方法與將在后面描述的圖6所示的常規(guī)實(shí)例不同。
分頻電路102將來自振蕩電路101的參考時(shí)鐘信號(hào)分頻并將該分頻的參考時(shí)鐘信號(hào)輸出到控制電路103?？刂齐娐?03接收來自分頻電路102的信號(hào)并輸出分頻脈沖到電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路104。在驅(qū)動(dòng)脈沖中，準(zhǔn)備有一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)驅(qū)動(dòng)脈沖P1，其為有效能量內(nèi)較小的給定脈沖寬度的驅(qū)動(dòng)脈沖，以及一個(gè)校正驅(qū)動(dòng)脈沖，其為有效能量內(nèi)大于該標(biāo)準(zhǔn)驅(qū)動(dòng)脈沖的較寬寬度的驅(qū)動(dòng)脈沖，和上述控制電路103根據(jù)來自旋轉(zhuǎn)檢測電路106的檢測信號(hào)選擇輸出標(biāo)準(zhǔn)驅(qū)動(dòng)脈沖和校正驅(qū)動(dòng)脈沖到電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路104。該實(shí)例中，控制電路103構(gòu)成為產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)脈沖的驅(qū)動(dòng)脈沖發(fā)生裝置。
同樣，控制電路103將在進(jìn)行電動(dòng)機(jī)105的旋轉(zhuǎn)檢測中所需的旋轉(zhuǎn)檢測控制脈沖施加給旋轉(zhuǎn)檢測電路106。該實(shí)例中，控制電路103構(gòu)成為產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)檢測控制脈沖的旋轉(zhuǎn)檢測控制脈沖發(fā)生裝置。
控制電路103，電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路104，和旋轉(zhuǎn)檢測電路106構(gòu)成控制裝置。
圖2和圖3為說明性結(jié)構(gòu)圖，其分別示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)控制設(shè)備中電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路104和旋轉(zhuǎn)檢測電路106的操作，其中圖2示出電動(dòng)機(jī)被旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)時(shí)的操作的說明圖，圖3示出檢測電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)時(shí)的操作的說明圖。
圖2和圖3中，p型溝道MOS晶體管Q1(第二開關(guān)元件)，Q2(第四開關(guān)元件)和n型溝道MOS晶體管Q3(第一開關(guān)元件)，Q4(第三開關(guān)元件)為包含在電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路104中的晶體管，電動(dòng)機(jī)105的線圈207連接在晶體管Q1和晶體管Q3的源極連接點(diǎn)與體管Q2和晶體管Q4的源極連接點(diǎn)之間。
旋轉(zhuǎn)檢測電路106包括n型溝道MOS晶體管Q5(第五開關(guān)元件)，Q6(第六開關(guān)元件)，與晶體管Q5串聯(lián)連接的旋轉(zhuǎn)檢測電阻208(第一檢測元件)，與晶體管Q6串聯(lián)連接的旋轉(zhuǎn)檢測電阻209(第二檢測元件)，和比較器210。
圖4為根據(jù)該實(shí)施例用于步進(jìn)電動(dòng)機(jī)控制設(shè)備的時(shí)序圖，其為響應(yīng)于根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)驅(qū)動(dòng)脈沖P1旋轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)105之后的旋轉(zhuǎn)檢測控制脈沖SP1而通過旋轉(zhuǎn)檢測電路106進(jìn)行電動(dòng)機(jī)105的旋轉(zhuǎn)檢測的情況下的時(shí)序圖。
下文中，將適當(dāng)結(jié)合圖5和8參考圖1-4描述根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)控制設(shè)備和電子時(shí)計(jì)的操作。
首先，在電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)期間，從控制電路103將標(biāo)準(zhǔn)驅(qū)動(dòng)脈沖P1施加到電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路104，由此電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路104旋轉(zhuǎn)控制電動(dòng)機(jī)105。
這時(shí)，如圖2所示，由于驅(qū)動(dòng)電流在線圈207中流動(dòng)使得電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路104的晶體管Q2和Q3控制為導(dǎo)通，而且電動(dòng)機(jī)105如圖5正視圖中以180度逆時(shí)針(箭頭所示的方向)旋轉(zhuǎn)。
另一方面，在電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)期間之后設(shè)置旋轉(zhuǎn)檢測期間DT，并在該期間DT進(jìn)行電動(dòng)機(jī)105是否旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)檢測操作。
在電動(dòng)機(jī)105的旋轉(zhuǎn)檢測操作中，首先，在緊接電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)停止之后的時(shí)間t1，從控制電路103施加旋轉(zhuǎn)檢測控制脈沖SP1給旋轉(zhuǎn)檢測電路106。
電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路104和旋轉(zhuǎn)檢測電路106在從時(shí)間t1開始的給定期間T1，響應(yīng)于來自控制電路103的旋轉(zhuǎn)檢測控制脈沖SP1，控制晶體管Q3和Q6導(dǎo)通并控制晶體管Q1，Q2，Q4和Q5截止，如圖3所示。這種狀態(tài)下，由于晶體管Q4不控制開/關(guān)動(dòng)作，所以檢測信號(hào)在過渡響應(yīng)中不放大，并得到低電壓的檢測信號(hào)V1。
因此，在電動(dòng)機(jī)105不旋轉(zhuǎn)的情況下產(chǎn)生大的檢測信號(hào)，以及雖然電動(dòng)機(jī)不旋轉(zhuǎn)卻檢測出電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)的可能性都很小。同樣，晶體管Q3，Q6和線圈207變?yōu)殚]合回路，而且由于該閉合回路包含高阻抗電阻209，所以施加給電動(dòng)機(jī)105的制動(dòng)力極小。從而，可能抑制無用的功率消耗。
然后，在從時(shí)間t1經(jīng)給定期間T1之后的時(shí)間t2，開始時(shí)間寬度T2的檢測期間DT。在檢測期間DT，在晶體管Q3和Q6已經(jīng)處于導(dǎo)通狀態(tài)的情況下，響應(yīng)于來自控制電路103的旋轉(zhuǎn)檢測控制脈沖SP1，以給定頻率控制晶體管Q4的開/關(guān)動(dòng)作。這樣，由于在過渡響應(yīng)中檢測信號(hào)的電壓放大，所以響應(yīng)于有/沒有旋轉(zhuǎn)得到適當(dāng)?shù)臋z測信號(hào)V2，并且可能進(jìn)行相應(yīng)的旋轉(zhuǎn)檢測。
在檢測信號(hào)的電壓變?yōu)槌鼋o定閾值電壓Vss的情況下，也就是說，在電動(dòng)機(jī)105旋轉(zhuǎn)的情況下，從比較器210輸出表示電動(dòng)機(jī)105旋轉(zhuǎn)的高電平旋轉(zhuǎn)檢測信號(hào)Vs，并且在晶體管Q3和Q4導(dǎo)通以使電動(dòng)機(jī)靜止之后，開始下一電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)期間。
在隨后的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)期間，當(dāng)從控制電路103施加隨后的標(biāo)準(zhǔn)驅(qū)動(dòng)脈沖P1到電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路104時(shí)，控制晶體管Q1和Q4導(dǎo)通，并且驅(qū)動(dòng)電流以與上述驅(qū)動(dòng)電流相反的方向在線圈207中流動(dòng)，以沿同方向的逆時(shí)針以180度使電動(dòng)機(jī)105旋轉(zhuǎn)。
類似，在電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)期間之后設(shè)置同上的相同旋轉(zhuǎn)檢測期間DT，并在該期間DT進(jìn)行電動(dòng)機(jī)105是否旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)檢測操作。
就是說，在電動(dòng)機(jī)105的旋轉(zhuǎn)檢測操作的情況下，在緊接電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)停止之后的期間T1，響應(yīng)于來自控制電路103的旋轉(zhuǎn)檢測控制脈沖SP1，電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路104和旋轉(zhuǎn)檢測電路106首先控制晶體管Q4和Q5導(dǎo)通并控制其它晶體管Q1，Q2，Q3和Q6截止。
這種狀態(tài)下，由于沒有控制晶體管Q3的開/關(guān)操作，所以在過渡響應(yīng)中檢測信號(hào)的電壓沒有放大。因此，在不旋轉(zhuǎn)的情況下產(chǎn)生檢測信號(hào)，以及雖然沒有旋轉(zhuǎn)卻檢測出旋轉(zhuǎn)的可能性都很小。
同樣，晶體管Q4，Q5和線圈207變?yōu)殚]合回路，而且由于該回路包含高阻抗電阻208，所以施加給電動(dòng)機(jī)105的制動(dòng)力極小。從而，可能抑制無用的功率消耗。
之后，開始時(shí)間寬度T2的檢測期間DT。在檢測期間DT，在晶體管Q4和Q5已經(jīng)處于導(dǎo)通狀態(tài)的情況下，響應(yīng)于來自控制電路103的旋轉(zhuǎn)檢測控制脈沖SP1，以給定頻率控制晶體管Q3的開/關(guān)動(dòng)作。這樣，在過渡響應(yīng)中檢測信號(hào)的電壓被放大，并且可能進(jìn)行相應(yīng)的旋轉(zhuǎn)檢測。
在檢測信號(hào)的電壓變?yōu)槌鼋o定閾值電壓Vss的情況下，也就是說，在電動(dòng)機(jī)105旋轉(zhuǎn)的情況下，從比較器210輸出表示電動(dòng)機(jī)105旋轉(zhuǎn)的高電平旋轉(zhuǎn)檢測信號(hào)Vs，并且在晶體管Q3和Q4導(dǎo)通和電動(dòng)機(jī)靜止之后，開始下一電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)期間。
之后，重復(fù)上述操作以持續(xù)使電動(dòng)機(jī)105逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，并進(jìn)行有效旋轉(zhuǎn)檢測。在檢測出電動(dòng)機(jī)105不旋轉(zhuǎn)的情況下，通過施加一寬度大于標(biāo)準(zhǔn)驅(qū)動(dòng)脈沖P1的校正驅(qū)動(dòng)脈沖到電動(dòng)機(jī)105，則可能使電動(dòng)機(jī)105旋轉(zhuǎn)。
雖然該實(shí)施例中，描述了將步進(jìn)電動(dòng)機(jī)控制設(shè)備用于電子時(shí)計(jì)的實(shí)例，但有可能將步進(jìn)電動(dòng)機(jī)控制設(shè)備用于其它電子設(shè)備。
根據(jù)本發(fā)明的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)控制設(shè)備，可能減少功率消耗。同樣，可能以簡單的結(jié)構(gòu)更安全地檢測步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)而不需要任何規(guī)定的非檢測期間IT。
同樣，根據(jù)本發(fā)明的電子時(shí)計(jì)，可能減少功率消耗。同樣，可能在電子時(shí)計(jì)中以簡單的結(jié)構(gòu)更安全地檢測用于驅(qū)動(dòng)時(shí)針的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)。
權(quán)利要求
1.一種步進(jìn)電動(dòng)機(jī)控制設(shè)備包括相互串聯(lián)連接的第一和第二開關(guān)元件；相互串聯(lián)連接的第三和第四開關(guān)元件；連接在第一和第二開關(guān)元件的連接點(diǎn)與第三和第四開關(guān)元件的連接點(diǎn)之間的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)線圈；包括有與第一開關(guān)元件并聯(lián)連接的第五開關(guān)元件和第一檢測元件的第一串聯(lián)電路；包括有與第三開關(guān)元件并聯(lián)連接的第六開關(guān)元件和第二檢測元件的第二串聯(lián)電路；一個(gè)控制裝置，其響應(yīng)于驅(qū)動(dòng)脈沖控制第一到第四開關(guān)元件的開/關(guān)動(dòng)作使得電流在上述線圈中流動(dòng)以旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)上述步進(jìn)電動(dòng)機(jī)，并響應(yīng)于旋轉(zhuǎn)檢測控制脈沖控制第一，第三，第五和第六開關(guān)元件的開/關(guān)動(dòng)作，上述旋轉(zhuǎn)檢測控制脈沖在緊接根據(jù)驅(qū)動(dòng)脈沖的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)之后的旋轉(zhuǎn)檢測期間，緊接驅(qū)動(dòng)脈沖施加結(jié)束之后施加；和一個(gè)檢測裝置，其根據(jù)在第一和第二檢測元件和上述線圈之間產(chǎn)生的電壓與給定閾值電壓相比較的結(jié)果，來檢測上述步進(jìn)馬達(dá)電動(dòng)機(jī)有/沒有旋轉(zhuǎn)；其特征在于當(dāng)?shù)谒暮偷谖彘_關(guān)元件處于導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)在經(jīng)過給定期間之后，上述控制裝置以給定頻率控制第三開關(guān)元件的開/關(guān)動(dòng)作，或者當(dāng)?shù)谌偷诹_關(guān)元件處于導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)在經(jīng)過給定期間之后，上述控制裝置以給定頻率控制第一開關(guān)元件的開/關(guān)動(dòng)作，以及當(dāng)上述控制裝置以給定頻率控制第三開關(guān)元件或第四開關(guān)元件的開/關(guān)動(dòng)作時(shí)，上述檢測裝置檢測上述步進(jìn)電動(dòng)機(jī)有/沒有旋轉(zhuǎn)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)控制設(shè)備，包括其中第三，第五和第六開關(guān)元件由n型溝道MOS晶體管構(gòu)成，第二和第四開關(guān)元件由p型溝道MOS晶體管構(gòu)成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)控制設(shè)備，包括其中第一和第二檢測元件由電阻構(gòu)成。
4.一種電子時(shí)計(jì)包括一個(gè)使時(shí)間指針旋轉(zhuǎn)的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)；和一個(gè)旋轉(zhuǎn)控制上述步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)控制設(shè)備；其特征在于根據(jù)權(quán)利要求1的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)控制設(shè)備用作上述步進(jìn)電動(dòng)機(jī)控制設(shè)備。
全文摘要
為減少功率消耗而不使步進(jìn)電動(dòng)機(jī)制動(dòng)。在晶體管導(dǎo)通并旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)之后的給定期間，晶體管導(dǎo)通，而且其它晶體管截止，以及在經(jīng)過給定期間之后，在維持晶體管為導(dǎo)通狀態(tài)的情況下，以給定頻率控制該晶體管的開/關(guān)動(dòng)作，從而檢測電動(dòng)機(jī)是否旋轉(zhuǎn)。同樣，在晶體管導(dǎo)通并旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)之后的給定期間，晶體管導(dǎo)通，而且其它晶體管截止，并且在經(jīng)過上述給定期間之后，在維持晶體管為導(dǎo)通狀態(tài)的情況下，以給定頻率控制該晶體管的開/關(guān)動(dòng)作，從而檢測電動(dòng)機(jī)是否旋轉(zhuǎn)。
文檔編號(hào)H02P8/02GK1527163SQ20041003301
公開日2004年9月8日 申請(qǐng)日期2004年2月24日 優(yōu)先權(quán)日2003年2月24日
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