專利名稱：步進式電機控制設(shè)備和電子時鐘的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種步進式電機控制設(shè)備，該設(shè)備旋轉(zhuǎn)驅(qū)動步進式電機并且檢測該步進式電機存在/不存在旋轉(zhuǎn)，本發(fā)明還涉及一種使用該步進式電機控制設(shè)備的電子時鐘。
背景技術(shù)：
迄今為止，在電子時鐘中，采用步進式電機作為旋轉(zhuǎn)驅(qū)動諸如時針或分針的時間指針的電機。
圖5是示出了迄今為止在具有諸如時針或者分針這樣的電子時鐘中使用的步進式電機的正面圖(例如，參考專利文獻1)。
在圖5中，該步進式電機包括由磁性材料制成的定子501、環(huán)繞在定子501周圍的線圈207、以及設(shè)置在定子501中的雙極性轉(zhuǎn)子502。在定子501中，存在飽和部分503、504以及用于確定轉(zhuǎn)子502的停止位置的內(nèi)部槽口505和506。
當(dāng)矩形波的驅(qū)動脈沖被提供給線圈207以允許電流i沿著圖5中箭頭所指的方向流動時，沿著該箭頭所指方向在定子501中產(chǎn)生了磁通量。結(jié)果，由于在定子501中產(chǎn)生的磁極與轉(zhuǎn)子502中產(chǎn)生的磁極的交感作用，使得飽和部分503和504首先飽和，此后轉(zhuǎn)子502沿著圖5中箭頭所指方向(逆時針方向)旋轉(zhuǎn)180度。接著，極性不同的脈沖電流被交替允許流入線圈207，從而實施與上述相同的操作并且以增加180度的方式逆時針方向旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子502。
圖6是說明了用于實施步進式電機的旋轉(zhuǎn)控制的步進式電機控制設(shè)備的電路圖，到目前為止在電子時鐘中已經(jīng)使用了這種步進式電機控制設(shè)備。該電路被如此構(gòu)造以使得旋轉(zhuǎn)驅(qū)動電路和旋轉(zhuǎn)檢測電路集成在一起(例如，參考專利文獻1)在圖6中，p-溝道MOS晶體管Q1、Q2和n-溝道MOS晶體管Q3、Q4是電機驅(qū)動電路的構(gòu)造元件，并且步進式電機的線圈207被連接到晶體管Q1和晶體管Q3的源極連接點和晶體管Q2和晶體管Q4的源極連接點之間。
另一方面，與n-溝道MOS晶體管Q3到Q6和晶體管Q5串聯(lián)的檢測電阻器208、與晶體管Q6串聯(lián)的檢測電阻器、以及比較器210都是該旋轉(zhuǎn)檢測電路的構(gòu)造元件。
各個晶體管Q1到Q6的柵極被連接到控制電路103。檢測電阻器208和線圈207的連接點OUT2與檢測電阻器209和線圈207的連接點OUT1被連接到比較器210的輸入部分。同樣，比較器210的輸入部分以一個預(yù)先確定的門限電壓Vss輸入。
圖7是在圖6所示的步進式電機控制設(shè)備中實施旋轉(zhuǎn)控制和檢測控制的情況下的時序圖。
參考圖5到7將描述如上所述構(gòu)造的常規(guī)步進式電機控制設(shè)備的操作。首先，當(dāng)把驅(qū)動脈沖P1提供給控制電路103的輸入部分Vi時，晶體管Q2和Q3在控制電路103的控制下變?yōu)閷?dǎo)通的狀態(tài)。結(jié)果，線圈207中的電流沿著箭頭所示的方向流動，而且轉(zhuǎn)子502如圖5所示的逆時針方向旋轉(zhuǎn)。
另一方面，非檢測周期IT是一個不檢測步進式電機旋轉(zhuǎn)的周期，其提供了緊接著電機驅(qū)動周期之后的一個給定的周期T7，而用于檢測該步進式電機是否旋轉(zhuǎn)的一個旋轉(zhuǎn)檢測周期DT是緊接著在非檢測周期IT之后的一個給定的周期T8。
在旋轉(zhuǎn)檢測周期DT，旋轉(zhuǎn)檢測控制脈沖SP1被提供給控制電路103的輸入部分Vi。在晶體管Q3和Q4導(dǎo)通以響應(yīng)旋轉(zhuǎn)檢測控制脈沖SP1的狀態(tài)下，控制電路103在一個給定的頻率上控制晶體管Q4的導(dǎo)通/截止操作。
在這種情況下，檢測信號V8從旋轉(zhuǎn)檢測電阻器209和線圈207的連接點OUT1獲得。具有如圖7所示波形的檢測信號被作為檢測信號V8而獲得。在圖7中，在圖5中當(dāng)轉(zhuǎn)子502逆時針方向振動時產(chǎn)生低于VDD的檢測電壓V8，并且在圖5中當(dāng)轉(zhuǎn)子502順時針方向振動時產(chǎn)生高于VDD的檢測電壓V8。
在轉(zhuǎn)子502旋轉(zhuǎn)的情況下，得到一個超過給定門限電壓(在該常規(guī)實例中的Vss)的檢測信號V8，并且從比較器210輸出一個高電平的旋轉(zhuǎn)檢測信號。在轉(zhuǎn)子502不旋轉(zhuǎn)的情況下，因為檢測信號V8沒有達到該門限電壓，所以從比較器210輸出一個低電平的旋轉(zhuǎn)檢測信號Vs。有可能基于該旋轉(zhuǎn)檢測信號Vs檢測步進式電機是否旋轉(zhuǎn)。在完成了該旋轉(zhuǎn)檢測之后，晶體管Q3和Q4被保持在導(dǎo)通狀態(tài)以制動該步進式電機。
在隨后的電機驅(qū)動期間，把一個后來的標準驅(qū)動脈沖P1提供給控制電路103的輸入部分Vi。該控制電路103控制晶體管Q1和Q4導(dǎo)通，同時一個驅(qū)動電流沿著與上述驅(qū)動電流相反的方向(圖5中的逆時針方向)在線圈207中流動，從而逆時針方向旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子502。
同時在旋轉(zhuǎn)檢測期間，當(dāng)把旋轉(zhuǎn)檢測控制脈沖SP1提供給控制電路103的輸入部分Vi時，該控制電路103控制晶體管Q4和Q5導(dǎo)通，同時以一個給定的頻率控制晶體管Q3的導(dǎo)通/截止操作。在這種情況下，從電阻器208和線圈207的連接點OUT2得到一個檢測電壓V，并且通過比較器210來判斷該檢測電壓V的電平。以與上述相同的方式，在轉(zhuǎn)子502旋轉(zhuǎn)的情況下，從比較器210輸出一個高電平的旋轉(zhuǎn)檢測信號Vs，并且在轉(zhuǎn)子502不旋轉(zhuǎn)的情況下，從比較器210輸出一個低電平的旋轉(zhuǎn)檢測信號Vs。有可能根據(jù)該旋轉(zhuǎn)檢測信號Vs檢測步進式電機是否旋轉(zhuǎn)。在完成了該旋轉(zhuǎn)檢測之后，晶體管Q3和Q4被保持在導(dǎo)通狀態(tài)以制動該步進式電機。
JP57-18440B(第1到2頁，圖1)在如上所述結(jié)構(gòu)的步進式電機控制設(shè)備中，在已經(jīng)通過驅(qū)動脈沖P1驅(qū)動該步進式電機之后，轉(zhuǎn)子502以該轉(zhuǎn)子502應(yīng)當(dāng)停止的位置為中心自由振動。在完成提供驅(qū)動脈沖P1之后，轉(zhuǎn)子502的自由振動是很大的，而且由于慣性，轉(zhuǎn)子502以與通常的旋轉(zhuǎn)方向(在上面提到的常規(guī)實例中的逆時針方向)相同的方向振動。在轉(zhuǎn)子502逆時針方向振動的情況下，電流沿著圖6中箭頭所指的方向流動。
另一方面，各個晶體管Q3到Q6的等效電路由包括開關(guān)804和電阻器803的串聯(lián)電路、二極管801以及電容器802組成，該二極管801和電容器802分別與串聯(lián)電路并聯(lián)，如圖8所示。在某種程度上各個晶體管Q3到Q6被認為是等效于具有二極管的一個元件。
因此，即使該步進式電機沒有旋轉(zhuǎn)，但是因為在緊接著完成提供驅(qū)動脈沖P1之后的一個給定周期內(nèi)，轉(zhuǎn)子502的逆時針振動是很大的，所以可以獲得如圖7所示的超過門限電壓Vss的檢測電壓V7。也就是說，在緊接著完成提供驅(qū)動脈沖P1之后的一個給定周期T7內(nèi)得到的檢測信號V7中，由于轉(zhuǎn)子502大的自由振動，所以在檢測電阻器209中產(chǎn)生一個具有大的峰值的檢測電壓，因此會錯誤地檢測認為步進式電機正在旋轉(zhuǎn)。
迄今為止，為了阻止這種錯誤檢測，控制電路被構(gòu)造為在一停止提供驅(qū)動脈沖之后就設(shè)置一個具有給定時間寬度T7的非檢測周期IT，從而在該非檢測周期IT期間阻止檢測步進式電機的旋轉(zhuǎn)。因此，出現(xiàn)了這樣一個問題，即由于提供了該非檢測周期IT，控制電路的結(jié)構(gòu)變得復(fù)雜。
本發(fā)明的一個目的是提供一個步進式電機控制設(shè)備，其中有可能更加穩(wěn)妥地檢測具有簡單結(jié)構(gòu)的步進式電機的旋轉(zhuǎn)，而不需要提供非檢測周期IT。
本發(fā)明的另一目的是提供一種電子時鐘，其中有可能更加穩(wěn)妥地檢測具有簡單結(jié)構(gòu)的用于驅(qū)動時針的步進式電機的旋轉(zhuǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明，提供了一種步進式電機控制設(shè)備，其包括彼此串聯(lián)的第一和第二開關(guān)元件；彼此串聯(lián)的第三和第四開關(guān)元件；步進式電機的一個線圈，其被連接到第一和第二開關(guān)元件的節(jié)點與第三和第四開關(guān)元件的節(jié)點之間；第一串行電路，其包括與第一開關(guān)元件和第一檢測元件并聯(lián)的第五開關(guān)元件；第二串行電路，其包括與第三開關(guān)元件和第二檢測元件并聯(lián)的第六開關(guān)元件；控制裝置，其控制第一到第四開關(guān)元件的導(dǎo)通/截止操作，以響應(yīng)一個驅(qū)動脈沖，該驅(qū)動脈沖允許電流在線圈中流動來旋轉(zhuǎn)驅(qū)動該步進式電機，以及控制第四、第三、第五和第六開關(guān)元件的導(dǎo)通/截止操作以響應(yīng)一個旋轉(zhuǎn)檢測控制脈沖，在一個旋轉(zhuǎn)檢測周期中一完成提供驅(qū)動脈沖之后就提供該旋轉(zhuǎn)檢測控制脈沖，該旋轉(zhuǎn)檢測周期是緊接著在根據(jù)該驅(qū)動脈沖來旋轉(zhuǎn)驅(qū)動該步進式電機之后的一個周期；以及檢測裝置，其基于一個在第一和第二檢測元件與線圈之間產(chǎn)生的電壓與一個給定的門限電壓的比較結(jié)果，來檢測步進式電機存在/不存在旋轉(zhuǎn)，該設(shè)備的特征在于在通過根據(jù)驅(qū)動脈沖導(dǎo)通第一和第四開關(guān)元件來旋轉(zhuǎn)驅(qū)動步進式電機的情況下，控制裝置導(dǎo)通第四和第五開關(guān)元件，并且在一完成提供驅(qū)動脈沖之后，在第一給定的周期中以一個給定的頻率控制第三開關(guān)元件的導(dǎo)通/截止操作，以及導(dǎo)通第三和第六開關(guān)元件，并且在第一給定周期過去之后的第二給定周期中以一個給定的頻率控制第四開關(guān)元件的導(dǎo)通/截止操作；在通過根據(jù)驅(qū)動脈沖導(dǎo)通第二和第三開關(guān)元件來旋轉(zhuǎn)驅(qū)動步進式電機的情況下，控制裝置導(dǎo)通第三和第六開關(guān)元件，并且在一完成提供驅(qū)動脈沖之后，在第一給定的周期中以一個給定的頻率控制第四開關(guān)元件的導(dǎo)通/截止操作，以及在第二給定的周期中導(dǎo)通第四開關(guān)元件和第五開關(guān)元件，并且以一個給定的頻率控制第三開關(guān)元件的導(dǎo)通/截止操作；以及當(dāng)?shù)谖彘_關(guān)元件導(dǎo)通時，檢測裝置基于在第一檢測元件與線圈之間產(chǎn)生的電壓與門限電壓的比較結(jié)果，來檢測步進式電機的旋轉(zhuǎn)存在/不存在，并且當(dāng)?shù)诹_關(guān)元件導(dǎo)通時，檢測裝置基于在第二檢測元件與線圈之間產(chǎn)生的電壓與門限電壓的比較結(jié)果，來檢測步進式電機存在/不存在旋轉(zhuǎn)。
在通過根據(jù)驅(qū)動脈沖導(dǎo)通第一和第四開關(guān)元件來旋轉(zhuǎn)驅(qū)動步進式電機的情況下，控制裝置導(dǎo)通第四和第五開關(guān)元件，并且在一完成提供驅(qū)動脈沖之后，在第一給定的周期中以一個給定的頻率控制第三開關(guān)元件的導(dǎo)通/截止操作，以及導(dǎo)通第三開關(guān)元件和第六開關(guān)元件，并且在第一給定周期過去之后的第二給定周期中以一個給定的頻率控制第四開關(guān)元件的導(dǎo)通/截止操作；以及在通過根據(jù)驅(qū)動脈沖導(dǎo)通第二和第三開關(guān)元件來旋轉(zhuǎn)驅(qū)動步進式電機的情況下，控制裝置導(dǎo)通第三和第六開關(guān)元件，并且在一完成提供驅(qū)動脈沖之后，在第一給定的周期中以一個給定的頻率控制第四開關(guān)元件的導(dǎo)通/截止操作，以及導(dǎo)通第四開關(guān)元件和第五開關(guān)元件，并且在第二給定的周期中以一個給定的頻率控制第三開關(guān)元件的導(dǎo)通/截止操作。檢測裝置在第五開關(guān)元件導(dǎo)通狀態(tài)下，基于在第一檢測元件與線圈之間產(chǎn)生的電壓與門限電壓的比較結(jié)果，來檢測步進式電機存在/不存在旋轉(zhuǎn)，以及檢測裝置在第六開關(guān)元件導(dǎo)通狀態(tài)下，基于在第二檢測元件與線圈之間產(chǎn)生的電壓與門限電壓的比較結(jié)果，來檢測步進式電機存在/不存在旋轉(zhuǎn)。
在這里，第一、第三、第五和第六開關(guān)元件可以由n-溝道MOS晶體管組成，而第二和第四開關(guān)元件可以由p-溝道MOS晶體管組成。
此外，第一和第二檢測元件可以由電阻器組成。
此外，根據(jù)本發(fā)明，提供一種包括用于旋轉(zhuǎn)時針的步進式電機以及用于旋轉(zhuǎn)地控制該步進式電機的步進式電機控制設(shè)備的電子時鐘，該時鐘的特征在于上述所有的步進式電機控制設(shè)備都被用作步進式電機控制設(shè)備。


在附圖中示出本發(fā)明的一種優(yōu)選的形式，其中圖1是示出了根據(jù)本發(fā)明一個實施例的電子時鐘的框圖；
圖2是根據(jù)本發(fā)明的該實施例用于解釋步進式電機控制設(shè)備的操作的電路圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明的該實施例用于解釋步進式電機控制設(shè)備的操作的電路圖；圖4是示出了步進式電機控制設(shè)備的時序圖；圖5是示出了一般的步進式電機的正面圖；圖6是用于解釋常規(guī)的步進式電機控制設(shè)備的操作的電路圖；圖7是示出了常規(guī)的步進式電機控制設(shè)備的時序圖；以及圖8是示出了一般的n-溝道MOS晶體管的等效電路圖。
具體實施例方式
下文中，將參考附圖詳細描述本發(fā)明的一個實施例。
圖1是示出了根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的使用步進式電機控制設(shè)備的電子時鐘的框圖，同時示出了一個模擬電子手表的實例。
參考圖1，振蕩電路101通過分頻電路102被連接到控制電路103的輸入部分?？刂齐娐?03的第一輸出部分通過電機驅(qū)動電路104被連接到用于驅(qū)動時針的步進式電機105?？刂齐娐?03的第二輸出部分被連接到旋轉(zhuǎn)檢測電路106的控制輸入部分。檢測電機105是否旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)檢測電路106被連接到電機105和控制電路103之間。旋轉(zhuǎn)檢測電路106構(gòu)成了旋轉(zhuǎn)檢測裝置。
步進式電機105在結(jié)構(gòu)上與圖5中示出的步進式電機是相同的。同樣，電機驅(qū)動電路104的結(jié)構(gòu)在本質(zhì)上與圖6中示出的旋轉(zhuǎn)檢測電路106是相同的，但是控制各個晶體管Q1到Q6的導(dǎo)通/截止操作的方法不同于其后將要描述的圖6中所示出的常規(guī)的例子。
分頻電路102從振蕩電路101分出一個基準時鐘信號，并且將該基準時鐘信號輸出到控制電路103?？刂齐娐?03從分頻電路102接收一個信號并且將一個驅(qū)動脈沖輸出到電機驅(qū)動電路104。在該驅(qū)動脈沖中，已經(jīng)準備了一個標準驅(qū)動脈沖P1和一個校正驅(qū)動脈沖，該標準驅(qū)動脈沖P1是一個在有效能量中給定脈沖寬度較小的驅(qū)動脈沖，而校正驅(qū)動脈沖是在有效能量中脈沖寬度大于標準驅(qū)動脈沖的一個驅(qū)動脈沖，控制電路103根據(jù)來自旋轉(zhuǎn)檢測電路106的一個檢測信號選擇性地將標準驅(qū)動脈沖和校正驅(qū)動脈沖輸出到電機驅(qū)動電路104。在該實例中，控制電路103構(gòu)成了產(chǎn)生驅(qū)動脈沖的一個驅(qū)動脈沖生成裝置。
同樣，控制電路103為旋轉(zhuǎn)檢測電路106提供了一個在執(zhí)行電機105的旋轉(zhuǎn)檢測中所必需的旋轉(zhuǎn)檢測控制脈沖。在該實例中，控制電路103構(gòu)成了產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)檢測控制脈沖的一個旋轉(zhuǎn)檢測控制脈沖生成裝置。
控制電路103、電機驅(qū)動電路104以及旋轉(zhuǎn)檢測電路106構(gòu)成了一個控制裝置。
圖2和3是解釋性視圖，分別示出了在根據(jù)本發(fā)明實施例的步進式電機控制設(shè)備中的電機驅(qū)動電路104和旋轉(zhuǎn)檢測電路106的操作，其中圖2是一個解釋性視圖，其示出了一個驅(qū)動脈沖在旋轉(zhuǎn)檢測周期中被中斷之后緊接著的一個給定周期T1中的操作，圖3是一個解釋性視圖，其示出了一個在旋轉(zhuǎn)檢測周期中的給定周期T1過去之后緊接著的一個給定周期T2中的操作。
在圖2和3中，p-道MOS晶體管Q1、Q2和n-溝道MOS晶體管Q3、Q4是包括在電機驅(qū)動電路104中的晶體管，以及電機105的線圈207被連接到晶體管Q1和晶體管Q3的源極連接點和晶體管Q2和晶體管Q4的源極連接點之間。
N-型MOS晶體管Q5、Q6、與晶體管Q5串聯(lián)的旋轉(zhuǎn)檢測電阻器208、與晶體管Q6串聯(lián)的旋轉(zhuǎn)檢測電阻器209、以及比較器210被包括在旋轉(zhuǎn)檢測電路106中。
圖4是用于根據(jù)本實施例的步進式電機控制設(shè)備的時序圖，其是一個用于通過旋轉(zhuǎn)檢測電路106執(zhí)行電機105的旋轉(zhuǎn)檢測，以在根據(jù)標準驅(qū)動脈沖P1旋轉(zhuǎn)電機105之后響應(yīng)旋轉(zhuǎn)檢測控制脈沖SP1情況的時序圖。
在下文中，將參考圖1到4，適當(dāng)?shù)貐⒖紙D5到8來描述根據(jù)本發(fā)明實施例的步進式電機控制設(shè)備和電子時鐘的操作。
首先，在電機驅(qū)動周期中，從控制電路103提供標準驅(qū)動脈沖P1給電機驅(qū)動電路104，借此該電機驅(qū)動電路104旋轉(zhuǎn)控制電機105。在這種情況下，電機驅(qū)動電路104的晶體管Q2和Q3被控制在導(dǎo)通狀態(tài)，結(jié)果驅(qū)動電流在線圈207中流動，并且電機105沿著圖5中的正面圖的逆時針方向(沿著箭頭所指的方向)旋轉(zhuǎn)180度。
在隨后的一個電機驅(qū)動周期中，當(dāng)從控制電路103提供后來的標準驅(qū)動脈沖P1給電機驅(qū)動電路104時，晶體管Q1和Q4被控制在導(dǎo)通狀態(tài)，一個驅(qū)動電流在線圈207中沿著該驅(qū)動電流的反方向流動，電機105在相同的方向上逆時針方向旋轉(zhuǎn)180度。
在下文中，重復(fù)上述操作以繼續(xù)逆時針方向旋轉(zhuǎn)電機105。
另一方面，在各個電機驅(qū)動周期之后就立即提供用于檢測電機105是否旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)檢測周期DT(第一旋轉(zhuǎn)檢測周期T1+第二旋轉(zhuǎn)檢測周期T2)。在設(shè)計電機的同時，根據(jù)電機的結(jié)構(gòu)適當(dāng)?shù)剡x擇第一和第二旋轉(zhuǎn)周期T1和T2是可能的。在旋轉(zhuǎn)檢測周期DT中，從控制電路103將旋轉(zhuǎn)檢測控制脈沖SP1提供給旋轉(zhuǎn)檢測電路106。
在已經(jīng)完成提供各個驅(qū)動脈沖P1之后緊接著的(緊接著電機驅(qū)動停止之后的)第一檢測周期T1中，電機驅(qū)動電路104和旋轉(zhuǎn)檢測電路106控制晶體管Q4和Q5處于導(dǎo)通狀態(tài)以響應(yīng)來自圖2中所示出的控制電路103的旋轉(zhuǎn)檢測控制脈沖SP1，同時根據(jù)各個細微脈沖以一給定的頻率來控制晶體管Q3的導(dǎo)通/截止操作，這些細微脈沖在晶體管Q4和Q5被導(dǎo)通的狀態(tài)中構(gòu)成了旋轉(zhuǎn)檢測控制脈沖SP1。在這種狀態(tài)中，從終端OUT2中得到在旋轉(zhuǎn)檢測電阻器208中產(chǎn)生的檢測信號V1。
在第一檢測周期T1中，通過晶體管Q5、檢測電阻器208、線圈207和晶體管Q4構(gòu)成了在電流Ik方向上的一個回路。在這種情況下，因為電流Ik沿著構(gòu)成晶體管Q5的等效二極管801(參考圖8)的反方向流動，所以檢測信號V1被抑制在一給定范圍內(nèi)的一個低電壓，因此在電機不旋轉(zhuǎn)的情況下不會得到超過一個給定門限值(在該實施例中的Vss)的高電壓的檢測信號V1。結(jié)果，在具有簡單結(jié)構(gòu)的電機不旋轉(zhuǎn)的情況下，即使在一停止提供驅(qū)動脈沖P1之后沒有設(shè)置非檢測周期IT，仍可能抑制錯誤檢測。
在檢測信號V1的電壓變得超過門限電壓的情況下，也就是說，在電機105旋轉(zhuǎn)的情況下，從比較器210輸出表示電機105旋轉(zhuǎn)的高電平的旋轉(zhuǎn)檢測信號Vs，并且在晶體管Q3和Q4導(dǎo)通以及電機靜止之后，該周期被轉(zhuǎn)移到下一個電機驅(qū)動周期。
另一方面，在緊接第一檢測周期T1的第二檢測周期T2中，電機驅(qū)動電路104和旋轉(zhuǎn)檢測電路106根據(jù)來自圖3中所示出的控制電路103的旋轉(zhuǎn)檢測控制脈沖SP1來控制晶體管Q3和Q6處于導(dǎo)通狀態(tài)，同時根據(jù)在晶體管Q3和Q6被導(dǎo)通的狀態(tài)下構(gòu)成旋轉(zhuǎn)檢測控制脈沖SP1的各個細微脈沖，以一給定的頻率來控制晶體管Q4的導(dǎo)通/截止操作。在這種狀態(tài)中，從終端OUT1中得到在旋轉(zhuǎn)檢測電阻器209中產(chǎn)生的檢測信號V2。
在第二檢測周期T2中，因為電流Ik沿著構(gòu)成晶體管Q6的等效二極管801(參考圖8)的正向流動，所以檢測信號V2沒有被限制，因此獲得了一個響應(yīng)電機旋轉(zhuǎn)的穩(wěn)壓的檢測信號V2。
在檢測信號V2的電壓變得超過門限電壓的情況下，也就是說，在電機105旋轉(zhuǎn)的情況下，從比較器210輸出表示電機105旋轉(zhuǎn)的高電平的旋轉(zhuǎn)檢測信號Vs，并且在晶體管Q3和Q4導(dǎo)通以及電機靜止之后，該周期被轉(zhuǎn)移到下一個電機驅(qū)動周期。
在電機105不旋轉(zhuǎn)的情況下，檢測信號V2在整個檢測周期DT期間沒有超過門限值，而表示電機105處于非旋轉(zhuǎn)狀態(tài)的低電平的旋轉(zhuǎn)檢測信號Vs從比較器210被輸出到整個檢測周期DT。控制電路103將寬度大于標準驅(qū)動脈沖P1的校正驅(qū)動脈沖輸出到電機驅(qū)動電路104以響應(yīng)表示非旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)檢測信號Vs。電機驅(qū)動電路104旋轉(zhuǎn)驅(qū)動電機105以響應(yīng)該校正驅(qū)動脈沖。
通過這樣方式，根據(jù)該實施例的步進式電機控制設(shè)備，在沒有旋轉(zhuǎn)具有簡單結(jié)構(gòu)的電機以及沒有提供非檢測周期IT的情況下，有可能抑制錯誤判斷電機旋轉(zhuǎn)的可能性，以及有可能更加穩(wěn)妥地檢測步進式電機的旋轉(zhuǎn)。
同樣，根據(jù)該實施例的電子時鐘，有可能更加穩(wěn)妥地檢測用于驅(qū)動時針的具有簡單結(jié)構(gòu)的步進式電機的旋轉(zhuǎn)。
在該實施例中，描述了步進式電機控制設(shè)備被用于電子時鐘的一個實例，但是在其他的電子設(shè)備中使用該步進式電機控制設(shè)備是可能的。
根據(jù)本發(fā)明，有可能更加穩(wěn)妥地檢測具有簡單結(jié)構(gòu)的步進式電機的旋轉(zhuǎn)，而在步進式電機控制設(shè)備中不提供任何非檢測周期。
同樣，根據(jù)本發(fā)明，在電子時鐘中，有可能更加穩(wěn)妥地檢測具有簡單結(jié)構(gòu)的用于驅(qū)動時針的步進式電機的旋轉(zhuǎn)。
權(quán)利要求
1.一種步進式電機控制設(shè)備，其包括彼此串聯(lián)的第一和第二開關(guān)元件；彼此串聯(lián)的第三和第四開關(guān)元件；步進式電機的線圈，其被連接于第一和第二開關(guān)元件的節(jié)點與第三和第四開關(guān)元件的節(jié)點之間；第一串行電路，其包括與第一開關(guān)元件和第一檢測元件并聯(lián)的第五開關(guān)元件；第二串行電路，其包括與第三開關(guān)元件和第二檢測元件并聯(lián)的第六開關(guān)元件；控制裝置，其響應(yīng)于一個驅(qū)動脈沖，控制第一到第四開關(guān)元件的導(dǎo)通/截止操作，以允許電流在線圈中流動來旋轉(zhuǎn)地驅(qū)動該步進式電機，該控制裝置還響應(yīng)于一個旋轉(zhuǎn)檢測控制脈沖，控制第四、第三、第五和第六開關(guān)元件的導(dǎo)通/截止操作，該旋轉(zhuǎn)檢測控制脈沖是在根據(jù)該驅(qū)動脈沖來旋轉(zhuǎn)地驅(qū)動步進式電機之后緊接著的旋轉(zhuǎn)檢測周期中、在完成提供驅(qū)動脈沖之后立即提供的；以及一個檢測裝置，其基于一個在第一和第二檢測元件與線圈之間產(chǎn)生的電壓與一個給定的門限電壓的比較結(jié)果，來檢測步進式電機存在/不存在旋轉(zhuǎn)；其中在通過根據(jù)驅(qū)動脈沖導(dǎo)通第一和第四開關(guān)元件來旋轉(zhuǎn)地驅(qū)動步進式電機的情況下，控制裝置導(dǎo)通第四和第五開關(guān)元件，并且在完成提供驅(qū)動脈沖之后緊接的第一給定的周期中以一個給定的頻率控制第三開關(guān)元件的導(dǎo)通/截止操作，該控制裝置還導(dǎo)通第三開關(guān)元件和第六開關(guān)元件，并且在第一給定周期過去之后的第二給定周期中以一個給定的頻率控制第四開關(guān)元件的導(dǎo)通/截止操作；在通過根據(jù)驅(qū)動脈沖開啟第二和第三開關(guān)元件來旋轉(zhuǎn)地驅(qū)動步進式電機的情況下，控制裝置導(dǎo)通第三和第六開關(guān)元件，并且在完成提供驅(qū)動脈沖之后緊接的第一給定的周期中以一個給定的頻率控制第四開關(guān)元件的導(dǎo)通/截止操作，該控制裝置還在第二給定的周期中導(dǎo)通第四開關(guān)元件和第五開關(guān)元件，并且以一個給定的頻率控制第三開關(guān)元件的導(dǎo)通/截止操作以及在第五開關(guān)元件導(dǎo)通時，該檢測裝置基于在第一檢測元件與線圈之間產(chǎn)生的電壓與門限電壓的比較結(jié)果，來檢測步進式電機存在/不存在旋轉(zhuǎn)，并且在第六開關(guān)元件導(dǎo)通時，該檢測裝置基于在第二檢測元件與線圈之間產(chǎn)生的電壓與門限電壓的比較結(jié)果，來檢測步進式電機存在/不存在旋轉(zhuǎn)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的步進式電機控制設(shè)備，包括其中第一、第三、第五和第六開關(guān)元件由n-溝道MOS晶體管組成，而第二和第四開關(guān)元件由p-溝道MOS晶體管組成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的步進式電機控制設(shè)備，其包括其中第一和第二檢測元件可以由電阻器組成。
4.一種電子時鐘，其包括旋轉(zhuǎn)時針的步進式電機；以及旋轉(zhuǎn)地控制該步進式電機的步進式電機控制設(shè)備；其中根據(jù)權(quán)利要求1的步進式電機控制設(shè)備被用作步進式電機控制設(shè)備。
全文摘要
本發(fā)明用于更穩(wěn)妥地檢測結(jié)構(gòu)簡單的步進式電機是否旋轉(zhuǎn)。晶體管在停止驅(qū)動電機之后緊接的第一檢測周期中導(dǎo)通，以給定頻率控制晶體管導(dǎo)通/截止操作，并從終端獲得在電阻器中產(chǎn)生的檢測信號。因為電流在晶體管的等效二極管的反方向上流動，所以在電機沒有旋轉(zhuǎn)時，將檢測信號抑制為不高于門限電壓的電壓。在第一檢測周期之后緊接的第二檢測周期中，晶體管導(dǎo)通，以給定頻率控制晶體管的導(dǎo)通/截止操作，并從終端獲得在電阻器中產(chǎn)生的檢測信號。在第二檢測周期中，因為電流在晶體管的等效二極管的正向上流動，所以不受限地產(chǎn)生檢測信號，并根據(jù)電機的旋轉(zhuǎn)得到較高的穩(wěn)態(tài)電壓的檢測信號。
文檔編號G04C3/00GK1534861SQ20041003309
公開日2004年10月6日 申請日期2004年2月24日 優(yōu)先權(quán)日2003年2月24日
發(fā)明者間中三郎 申請人:精工電子有限公司