專利名稱：電磁驅(qū)動(dòng)電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于驅(qū)動(dòng)一個(gè)擺或此類裝置的電磁驅(qū)動(dòng)電路。
參照?qǐng)D9，它圖示了一個(gè)利用一個(gè)線圈來檢測(cè)和驅(qū)動(dòng)例如一個(gè)鐘的擺的驅(qū)動(dòng)電路?，F(xiàn)在說明這個(gè)電路的工作。如

圖10A所示，當(dāng)一個(gè)永久磁鐵M接近一個(gè)線圈L2時(shí)，在線圈L2中就產(chǎn)生一個(gè)在排斥該磁鐵M方向上的感應(yīng)電壓。如圖10B所示，當(dāng)磁鐵M處于線圈L2對(duì)面時(shí)，感應(yīng)電壓變?yōu)榱?。如圖10C所示，在磁鐵M離開線圈L2移動(dòng)時(shí)，線圈L2所產(chǎn)生的感應(yīng)電壓是在吸引該磁鐵的方向上。如圖11A或圖11C所示，感應(yīng)電壓的極性依線圈L2的繞向而不同。首先討論產(chǎn)生如圖11A所示的感應(yīng)電壓的工作過程。晶體管T2的基極電壓如圖11B所示由于其基極/發(fā)射極的二極管特性而被一個(gè)給定電壓V鉗位。然而，如果晶體管T2的基極電壓由于圖11A所示的產(chǎn)生在圖9中P端上的感應(yīng)電壓而降低到一個(gè)閾值電壓Vt以下，則晶體管T2截止。由于這一原因晶體管T1反而導(dǎo)通。于是，在由電容器C1和電阻R1的時(shí)間常數(shù)確定的一個(gè)時(shí)間t6里，一個(gè)驅(qū)動(dòng)電流流過線圈L2，從而驅(qū)動(dòng)吸引該磁鐵。
在產(chǎn)生如圖11C所示的感應(yīng)電壓時(shí)，晶體管T2的基極電壓即使在P端電壓呈現(xiàn)如圖11C所示的一個(gè)增加時(shí)，由于其二極管特性而基本保持在電壓V上。當(dāng)感應(yīng)電壓超過一個(gè)峰值時(shí)，晶體管T2的基極電壓在前述電壓上有一個(gè)突然下降。然后該基極電壓下降到低于閾值電壓Vt，這時(shí)晶體管T2截止。接著，驅(qū)動(dòng)電流如前述情況一樣，流過線圈L2，從而排斥地驅(qū)動(dòng)該磁鐵M。
為了更有效地驅(qū)動(dòng)該磁鐵，在吸引驅(qū)動(dòng)情況下，線圈在如圖10A所示的時(shí)刻上被激勵(lì)。在采用排斥驅(qū)動(dòng)時(shí)，希望在圖10C所示的時(shí)刻激勵(lì)線圈。
然而在上述安排里，隨著線圈的繞向在某些情況下這個(gè)驅(qū)動(dòng)時(shí)刻會(huì)偏離，結(jié)果不能得到具有高效的最佳驅(qū)動(dòng)狀態(tài)。也就是說，既然線圈在圖10A所示的時(shí)刻被激勵(lì)，那么在圖11A的情況時(shí)就不會(huì)引起問題。然而，如果繞向相反，線圈的排斥驅(qū)動(dòng)如圖11C所示則在圖10B所示時(shí)刻稍微前邊的一個(gè)時(shí)刻開始，這導(dǎo)致效率嚴(yán)重降低。由于這一原因，要求在制造時(shí)甚至要考慮到線圈繞向地來設(shè)計(jì)電路的結(jié)構(gòu)。
此外，存有對(duì)電源干擾的脆弱性，由于電源電壓的波動(dòng)常常產(chǎn)生線圈的激勵(lì)脈沖。
前述電路中的感應(yīng)電壓產(chǎn)生在圖9所示的P端處。如果該感應(yīng)電壓大于一個(gè)基準(zhǔn)電壓Vr，則晶體管T2截上而晶體管T1導(dǎo)通。結(jié)果激勵(lì)電流流過線圈L2。晶體管T1的導(dǎo)通時(shí)間t7由電容器C和電阻R1的時(shí)間常數(shù)確定。
為了高效地驅(qū)動(dòng)磁鐵，在吸引驅(qū)動(dòng)的情況下，希望在圖10A所示的時(shí)刻，即如圖12A所示的感應(yīng)電壓V1的最大點(diǎn)上實(shí)現(xiàn)激勵(lì)操作。適當(dāng)?shù)卦O(shè)定基準(zhǔn)電壓Vr和激勵(lì)時(shí)間t7以滿足上述要求。
在大多數(shù)情況，激勵(lì)時(shí)刻和激勵(lì)時(shí)間隨擺桿的長(zhǎng)度或驅(qū)動(dòng)擺時(shí)擺動(dòng)角的大小而不同。
然而，在上述電路結(jié)構(gòu)中，激勵(lì)時(shí)間由電容器C和電阻R1的時(shí)間常數(shù)單獨(dú)地確定，所以每次必須根據(jù)擺桿的常度或擺角的大小來調(diào)整該時(shí)間常數(shù)。
此外，必須適當(dāng)調(diào)整基準(zhǔn)電壓Vr以改變激勵(lì)時(shí)間。
例如，采用與圖12A一樣的擺而使擺角小于前一情況時(shí)，感應(yīng)電壓的幅度如圖12B所示變小，并且其振幅發(fā)生了緩和變化。在這種情況下必須通過調(diào)整基準(zhǔn)電壓Vr來調(diào)整激勵(lì)時(shí)刻以使在感應(yīng)電壓的最大點(diǎn)產(chǎn)生激勵(lì)脈沖。除此之外，必須使激勵(lì)電流在一個(gè)比前述時(shí)間長(zhǎng)的時(shí)間t8里流過線圈，因此必須改變電容器C和電阻R1的時(shí)間常數(shù)。
在這種情況下，如圖12A的虛線所示，如果激勵(lì)時(shí)間設(shè)定在一個(gè)比最佳時(shí)間t7長(zhǎng)的數(shù)值上，就使得擺角比所需要的大。激勵(lì)電流在產(chǎn)生具有相反極性的感應(yīng)電壓V2的時(shí)刻流過，造成電流的無效損耗。
在圖12B的情況時(shí)，如虛線所示，激勵(lì)時(shí)間被設(shè)定在一個(gè)比最佳時(shí)間t8短的數(shù)值上，不能獲得必要的驅(qū)動(dòng)力，在某些情況下擺停止擺動(dòng)。
在擺桿的長(zhǎng)度不同時(shí)，需要進(jìn)行上述同樣的調(diào)整，則產(chǎn)生類似的缺陷。
如上面所討論的那樣，存在一些在已有技術(shù)的電路結(jié)構(gòu)中所固有的缺陷每次必須根據(jù)擺角大小或擺桿長(zhǎng)度來同時(shí)調(diào)節(jié)電路的時(shí)間常數(shù)和基準(zhǔn)電壓;如果在調(diào)節(jié)中產(chǎn)生某些偏差，則電流白白耗費(fèi)、或者停擺。
前述傳統(tǒng)的擺的驅(qū)動(dòng)電路可用于兩種類型一種類型是如圖13所示驅(qū)動(dòng)操作通過永久磁鐵M的兩極對(duì)線圈L2的取向來執(zhí)行，另一種類型是如早先所述的永久磁鐵M的一個(gè)極與線圈L2面對(duì)面地豎放著。這里將集中說明關(guān)于圖13所示類型的驅(qū)動(dòng)操作。如圖14A所示，磁鐵M在箭頭所指的方向上移動(dòng)并且與線圈L2對(duì)向地放置。這時(shí)，線圈L2以阻止磁鐵M運(yùn)動(dòng)的方向被激勵(lì)。于是產(chǎn)生如圖15A所示的最大感應(yīng)電壓V1。與此相反，如圖14B所示，磁鐵M在反向上移動(dòng)并且面向線圈L2。線圈L2以阻止磁鐵M運(yùn)動(dòng)的方向被類似地激勵(lì)。于是產(chǎn)生如圖15A所示的最大感應(yīng)電壓V2。
就效率來說，最希望的是在最大值時(shí)刻即在圖14A或14B所示的時(shí)刻使驅(qū)動(dòng)電流流過線圈來激勵(lì)磁鐵。
圖9所示的晶體管T2的閾值電壓被設(shè)定為圖15所示的電壓Vr。其結(jié)果是，如果感應(yīng)電壓超過Vr，則晶體管T2截止而晶體管T1導(dǎo)通。于是，驅(qū)動(dòng)電流如圖15A所示在感應(yīng)電壓V1的時(shí)刻流過線圈L2，從而磁鐵M被激勵(lì)。如同前面所述的情況，在由于感應(yīng)電壓幅度的波動(dòng)而使線圈激勵(lì)的時(shí)刻會(huì)產(chǎn)生某些偏差，從而可能降低驅(qū)動(dòng)效率。
也就是如圖15B所示，當(dāng)感應(yīng)電壓的幅度減小時(shí)，達(dá)到電壓Vr的時(shí)刻就被延遲，從而使驅(qū)動(dòng)電流比最佳時(shí)刻較慢地流過線圈。
而在另一方面，如果感應(yīng)電壓的幅度增加，則驅(qū)動(dòng)電流比最佳時(shí)刻較快地流過線圈。不論在哪一種情況時(shí)，驅(qū)動(dòng)效率都下降。情況既然如此，為了保持驅(qū)動(dòng)效率最佳，必須消除對(duì)感應(yīng)電壓的幅度產(chǎn)生影響的種種因素的散布。嚴(yán)格要求制造和裝配過程的精度。
以上對(duì)已有技術(shù)電路結(jié)構(gòu)作了很長(zhǎng)的說明，但是它的最大缺陷是不能使電路結(jié)構(gòu)整體化。
本發(fā)明的主要目的是提供一個(gè)除了線圈外的電路結(jié)構(gòu)能夠集成化的電磁驅(qū)動(dòng)電路。
為此，按照本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種電磁驅(qū)動(dòng)電路，它能夠恒定地在一個(gè)高效時(shí)刻上激勵(lì)線圈從而不依賴線圈的繞向。
按照本發(fā)明的另一方面，提供了一種電磁驅(qū)動(dòng)電路，它能夠最佳地自動(dòng)調(diào)整驅(qū)動(dòng)脈沖的產(chǎn)生時(shí)刻和/或脈沖寬度。
按照本發(fā)明的又一方面，提供了一種電磁驅(qū)動(dòng)電路，它能夠不受感應(yīng)電壓幅度波動(dòng)的影響而恒定地在該高效時(shí)刻上激勵(lì)線圈。
通過閱讀以下結(jié)合附圖的詳細(xì)說明，將使得本發(fā)明的其它目的、特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)更為明顯。
圖1是一個(gè)說明本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的電路圖;
圖2是一個(gè)表示圖1的工作的電壓波形圖;
圖3是一個(gè)說明本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的電路圖;
圖4和圖5是共同表示圖3的工作的電壓波形圖;
圖6是一個(gè)說明本發(fā)明的又一個(gè)實(shí)施例的電路圖;
圖7和圖8是共同表示圖6的工作的電壓波形圖;
圖9是一個(gè)說明一個(gè)普通電路結(jié)構(gòu)的電路圖;
圖10是一個(gè)說明一個(gè)擺的永久磁鐵與其線圈之間關(guān)系的一個(gè)例子的圖;
圖11和圖12是表示圖9的工作的電壓波形圖;
圖13是一個(gè)說明一個(gè)擺的永久磁鐵與其線圈之間關(guān)系的另一個(gè)例子的圖;
圖14是一個(gè)表示關(guān)于圖13例子的線圈的激勵(lì)極性的說明圖;
圖15是一個(gè)表示對(duì)于圖13所示的關(guān)于圖9的工作的電壓波形圖。
在圖1中，參考符號(hào)L1表示一個(gè)用于檢測(cè)和驅(qū)動(dòng)一個(gè)永久磁鐵(未示出)的線圈;Vr表示一個(gè)基準(zhǔn)電壓源，CM表示一個(gè)用于把線圈L1的感應(yīng)電壓與一個(gè)基準(zhǔn)電壓相比較的比較器。符號(hào)W表示一次脈沖產(chǎn)生電路，而T表示一個(gè)構(gòu)成一個(gè)驅(qū)動(dòng)電路的晶體管。該電路結(jié)構(gòu)除線圈L1外可被集成化。
根據(jù)這一結(jié)構(gòu)，利用比較電路CM可將感應(yīng)電壓與一個(gè)基準(zhǔn)電壓Vr相比較。如果感應(yīng)電壓超過基準(zhǔn)電壓Vr，比較電路CM就產(chǎn)生輸出，一次性脈沖輸出電路W就產(chǎn)生具有時(shí)間t的脈沖。這些脈沖使晶體管T導(dǎo)通，驅(qū)動(dòng)電流流過線圈L1，從而驅(qū)動(dòng)該永久磁鐵。
也就是說感應(yīng)電壓如圖2A或2B所示按照線圈的繞向而在線圈L1中產(chǎn)生。不論在哪一種情況下，在感應(yīng)電壓大于基準(zhǔn)電壓Vr的時(shí)間t里，驅(qū)動(dòng)電流都持續(xù)流動(dòng)。所以，不管線圈的繞向如何在感應(yīng)電壓的峰值處總有驅(qū)動(dòng)電流存在，這產(chǎn)生了一個(gè)高效驅(qū)動(dòng)狀態(tài)。
現(xiàn)在參看圖3，它表示本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例。在圖中，符號(hào)W1至W4表示一次脈沖產(chǎn)生電路。一次脈沖產(chǎn)生電路W1、W3和W4的脈沖寬度分別設(shè)為t1、t3和t4。一次脈沖產(chǎn)生電路W2包括使用一個(gè)其脈沖寬度可變的可控制的一次脈沖電路。符號(hào)F表示一個(gè)觸發(fā)器電路，CT表示升一降計(jì)數(shù)器。一次脈沖產(chǎn)生電路W3和觸發(fā)器電路F組合而成一個(gè)判斷電路，而一次脈沖產(chǎn)生電路W4和計(jì)數(shù)器CT協(xié)作構(gòu)成一個(gè)控制電路。一個(gè)一般用S表示的晶體管構(gòu)成一個(gè)驅(qū)動(dòng)電路。與圖1中相同的那些符號(hào)表示相同的部件。
下面將參照?qǐng)D4說明它的工作。假定計(jì)數(shù)器CT的內(nèi)容現(xiàn)在是n，一次脈沖產(chǎn)生電路W2的脈沖寬度由其輸出設(shè)置為t2。
如果線圈L1的感應(yīng)電壓如圖4a所示超過基準(zhǔn)電壓Vr，則比較電路CM就產(chǎn)生如圖4b所示的輸出。因此一次脈沖產(chǎn)生電路W1就產(chǎn)生寬度為t1的脈沖。一次脈沖產(chǎn)生電路W2在前述脈沖的下降沿產(chǎn)生寬度為t2的驅(qū)動(dòng)脈沖，由此導(dǎo)通晶體管S。于是驅(qū)動(dòng)電流流過線圈L1。一次脈沖產(chǎn)生電路W3在該驅(qū)動(dòng)脈沖的下降沿產(chǎn)生寬度為t3的脈沖;觸發(fā)器電路F和一次脈沖產(chǎn)生電路W4都由這個(gè)下降沿來觸發(fā)。觸發(fā)器F的一個(gè)輸入D由比較電路CM的輸出供給，這個(gè)輸出狀態(tài)由觸發(fā)器電路F讀出。具體地說，這一步是判斷在來自一次脈沖產(chǎn)生電路W3的脈沖的下降沿時(shí)感應(yīng)電壓的電平是否大于基準(zhǔn)電壓Vr。如果它超過基準(zhǔn)電壓，則觸發(fā)器電路F的輸出成為“1”，且計(jì)數(shù)器CT執(zhí)行計(jì)數(shù)方式。也就是說，在這種情況下，驅(qū)動(dòng)脈沖的寬度判斷為小，且沒有高效地在感應(yīng)電壓最大點(diǎn)的附近產(chǎn)生脈沖。
另一方面，一次脈沖產(chǎn)生電路W4在來自一次脈沖產(chǎn)生電路W3的脈沖的下降沿時(shí)產(chǎn)生寬度為t4的脈沖。隨一次脈沖產(chǎn)生電路W4所產(chǎn)生的脈沖作為計(jì)數(shù)器CT的時(shí)鐘輸入，從而計(jì)數(shù)器CT的信息增加1。于是該信息如圖4d所示成為n+1。從而，一次脈沖產(chǎn)生電路W2的脈沖寬度被設(shè)置為大于先前情況時(shí)的寬度。
所以，既然下一個(gè)驅(qū)動(dòng)脈沖寬度變長(zhǎng)了，那么驅(qū)動(dòng)脈沖的脈沖寬度就被校正了。
在重復(fù)進(jìn)行這一工作后，計(jì)數(shù)器信息成為m，驅(qū)動(dòng)脈沖寬度如圖4a所示成為t2′。這時(shí)，如果在一次脈沖產(chǎn)生電路W3的脈沖的下降沿時(shí)感應(yīng)電壓的電平低于基準(zhǔn)電壓，則觸發(fā)器電路F的輸出如圖4c所示就翻轉(zhuǎn)為“0”，且計(jì)數(shù)器CT執(zhí)行降數(shù)方式。從而，計(jì)數(shù)器CT的信息降到m-1，使下一個(gè)驅(qū)動(dòng)脈沖的寬度減小一級(jí)。
驅(qū)動(dòng)脈沖的寬度交替地在t′2和比t′2小一級(jí)的寬度上翻轉(zhuǎn)，這樣進(jìn)入一種穩(wěn)定狀態(tài)。
以這種方式，在最佳時(shí)刻時(shí)驅(qū)動(dòng)脈沖寬度自動(dòng)達(dá)到一個(gè)預(yù)定值，從而穩(wěn)定了指定的擺動(dòng)角度。
在上述例子中，只調(diào)整驅(qū)動(dòng)脈沖寬度。然而這個(gè)方案并不限于這種方式。一個(gè)可控一次電路用作為一次脈沖產(chǎn)生電路W1和W3，其脈沖寬度可按計(jì)數(shù)器CT的信息適當(dāng)?shù)卣{(diào)整。例如，在擺的擺動(dòng)角度被設(shè)定為一個(gè)小值時(shí)，需要穩(wěn)定t1至t3的時(shí)間以便形成如圖5a所示的稍長(zhǎng)的形狀。因?yàn)楦袘?yīng)電壓的幅度在穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)如圖5a所示較長(zhǎng)，所以其變化是緩和的。如果擺的擺動(dòng)角度被設(shè)定為一個(gè)大值，則感應(yīng)電壓的幅度在穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)如圖5b所示就較大，且其變化就急劇。所以驅(qū)動(dòng)脈沖寬度可能小。所以必須把時(shí)間t1至t3穩(wěn)定在比圖5a所示時(shí)間較短的時(shí)間里。圖5a中的時(shí)間t2與時(shí)間t1和t3的比值與圖5b中的不相同。具有穩(wěn)定性的擺動(dòng)角度通過調(diào)整這個(gè)比值來設(shè)定。例如，在獲得圖5b所示狀態(tài)的穩(wěn)定性時(shí)，一次脈沖產(chǎn)生電路W1至W3的脈沖寬度被調(diào)整為使得各個(gè)時(shí)間具有如圖5b所示的比值。然后，這樣進(jìn)行這個(gè)調(diào)整以使各個(gè)脈沖寬度可以保持這個(gè)比值地按照計(jì)數(shù)器CT的信息來改變。
時(shí)間t1至t3以下述方式來自動(dòng)調(diào)節(jié)，從而穩(wěn)定一個(gè)所需要的擺動(dòng)角度。如果一次脈沖產(chǎn)生電路W1至W3的脈沖寬度在初始狀態(tài)下根據(jù)計(jì)數(shù)器CT的信息被設(shè)定為圖5b中的值，那么電源就在這種狀態(tài)下被輸入。于是擺開始擺動(dòng)。最初，擺動(dòng)角度小，所以產(chǎn)生近似于圖5a所示的感應(yīng)電壓。由于這一原因，感應(yīng)電壓在來自一次脈沖產(chǎn)生電路W3的脈沖的下降沿時(shí)超過基準(zhǔn)電壓。驅(qū)動(dòng)脈沖寬度判斷為小，從而計(jì)數(shù)器CT的信息增加1。時(shí)間t1至t3各設(shè)定為延長(zhǎng)一級(jí)。通過重復(fù)這個(gè)操作過程，時(shí)間t1至t3被逐步增加。這樣，驅(qū)動(dòng)脈沖寬度就漸漸增加。隨著這種增加，擺的擺動(dòng)角度在那個(gè)時(shí)刻之后逐漸增大一點(diǎn)。感應(yīng)電壓的幅度也隨著這種增大而增大。
結(jié)果，驅(qū)動(dòng)脈沖的寬度在某一時(shí)刻會(huì)有剩余。于是計(jì)數(shù)器CT翻轉(zhuǎn)為降數(shù)方式。時(shí)間t1至t3則減小。隨著這種減小，擺的擺動(dòng)角度在那個(gè)時(shí)刻之后稍微減小。
重復(fù)進(jìn)行上述操作，于是接近圖5b所示的狀態(tài)，最終這個(gè)狀態(tài)進(jìn)入穩(wěn)定狀態(tài)。那就是說，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)節(jié)從而使得在感應(yīng)電壓的最大點(diǎn)處以最優(yōu)的驅(qū)動(dòng)脈沖寬度有效地進(jìn)行驅(qū)動(dòng)操作。
另一方面，這樣設(shè)定一次脈沖產(chǎn)生電路W3的脈沖寬度以使得在這樣一個(gè)最容易判定感應(yīng)電壓的時(shí)刻來確定感應(yīng)電壓的電平。然而，設(shè)定脈沖寬度需要考慮下述情況。
在驅(qū)動(dòng)脈沖停止時(shí)線圈L1一般會(huì)產(chǎn)生大約1毫秒的振蕩。由于在這種振蕩發(fā)生期間線圈L1的感應(yīng)電壓失去了它的穩(wěn)定性，如果在這個(gè)期間要判斷感應(yīng)電壓，就存在有發(fā)生誤動(dòng)作的可能性。為了解決這個(gè)問題，一次脈沖產(chǎn)生電路W3的輸出寬度t3設(shè)定為超過振蕩所發(fā)生的時(shí)間，以便能在穩(wěn)定狀態(tài)下判斷感應(yīng)電壓的電平。
在上述具體方案中通過改變一次脈沖產(chǎn)生電路的脈沖寬度來實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。然而，可通過計(jì)數(shù)器CT的輸出來調(diào)整基準(zhǔn)電壓，這種調(diào)整包括利用一個(gè)可變電壓源作為基準(zhǔn)電壓源Vr。這種基準(zhǔn)電壓的調(diào)整使得驅(qū)動(dòng)脈沖產(chǎn)生時(shí)刻的調(diào)整以及一次脈沖產(chǎn)生電路W1的脈沖寬度的調(diào)整成為可能。在這種情況下，通過調(diào)整一次脈沖產(chǎn)生電路W2的脈沖寬度來同時(shí)調(diào)整驅(qū)動(dòng)脈沖的寬度及其產(chǎn)生時(shí)刻。
在上述具體方案中，把用于確定驅(qū)動(dòng)操作啟動(dòng)時(shí)刻的基準(zhǔn)電壓以及用于在該驅(qū)動(dòng)操作結(jié)束后判斷感應(yīng)電壓電平的另一個(gè)基準(zhǔn)電壓設(shè)定為同一個(gè)電壓Vr?？梢愿鶕?jù)計(jì)數(shù)器的信息來改變這后一個(gè)基準(zhǔn)電壓。例如，采用可變電壓源作為基準(zhǔn)電壓源，其電壓只在一次脈沖產(chǎn)生電路W2至W4產(chǎn)生輸出脈沖期間才轉(zhuǎn)換為一個(gè)與計(jì)數(shù)器CT的信息相符號(hào)的電壓。這種方案在意義上等同于調(diào)整一次脈沖產(chǎn)生電路W3的脈沖寬度。
一般來說感應(yīng)電壓的幅度要受到由電源電壓波動(dòng)而引起的影響。如果感應(yīng)電壓的幅度發(fā)生波動(dòng)，則其升高超過基準(zhǔn)電壓的時(shí)刻就會(huì)偏離，從而導(dǎo)致驅(qū)動(dòng)時(shí)刻和驅(qū)動(dòng)時(shí)間都發(fā)生波動(dòng)。按照上述方案，把基準(zhǔn)電壓Vr設(shè)定為一個(gè)對(duì)電壓波動(dòng)的影響較小的低電壓值，以使由電源電壓波動(dòng)所產(chǎn)生的影響減為最小。然后，由于比較電路產(chǎn)生輸出則借助一次脈沖產(chǎn)生電路W1而建立等于時(shí)間t1的延遲。從這一時(shí)刻起驅(qū)動(dòng)開始。然而，如果不把電源電壓的波動(dòng)考慮進(jìn)去，則不必提供一次脈沖產(chǎn)生電路W1。比較電路CM的輸出可直接輸送給一次脈沖產(chǎn)生電路W2。
在上述方案中，對(duì)于每個(gè)驅(qū)動(dòng)脈沖都有一些時(shí)鐘脈沖被提供給計(jì)數(shù)器CT。例如，如果計(jì)數(shù)器CT的計(jì)數(shù)方式在順序的三個(gè)驅(qū)動(dòng)脈沖期間保持不變，那么計(jì)數(shù)器CT的信息即使初次也可以增加1。在下降方式時(shí)情況相同。
在這種情況下，在一次脈沖產(chǎn)生電路W4和計(jì)數(shù)器CT之間提供一個(gè)三進(jìn)制計(jì)數(shù)器?？梢赃@樣來安排以使這個(gè)三進(jìn)制計(jì)數(shù)器對(duì)于觸發(fā)器電路F輸出電平的每一次翻轉(zhuǎn)都置零。這有可能防止由干擾或此類原因引起的誤動(dòng)作。
下面將參照?qǐng)D6討論本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方案。在圖中，Vr表示一個(gè)基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生源，它產(chǎn)生一個(gè)如圖7所示的比以前電平低的基準(zhǔn)電壓。符號(hào)G1和G2表示門電路;G3表示一個(gè)構(gòu)成一個(gè)阻通電路的門電路。符號(hào)W5表示一個(gè)用于產(chǎn)生各具有寬度t5的脈沖的一次脈沖產(chǎn)生電路。與圖3中的相同的那些符號(hào)表示相同的部件。
在這樣的結(jié)構(gòu)中，永久磁鐵包括使用這樣一個(gè)如圖13所示的雙極磁鐵。線圈L1的感應(yīng)電壓借助比較電路CM與基準(zhǔn)電壓Vr相比較。如果感應(yīng)電壓如圖7A所示超過基準(zhǔn)電壓Vr，則比較電路CM就給出輸出，從而使一次脈沖產(chǎn)生電路W1通過門電路G1被觸發(fā);由于它的輸出而產(chǎn)生一個(gè)寬度為t1的脈沖。在感應(yīng)電壓的最大點(diǎn)處，時(shí)間t1被預(yù)置為從感應(yīng)電壓超過基準(zhǔn)電壓時(shí)起到在最佳時(shí)刻產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)脈沖時(shí)止的一段時(shí)間。具體地說，一次脈沖產(chǎn)生電路W2由上述脈沖的下降沿觸發(fā);而由于它的輸出而產(chǎn)生寬度為t2的脈沖。這個(gè)驅(qū)動(dòng)脈沖使晶體管T導(dǎo)通，于是驅(qū)動(dòng)電流流過線圈L1。磁鐵在最佳時(shí)刻被激勵(lì)。
一次脈沖產(chǎn)生電路W5由這些驅(qū)動(dòng)脈沖的下降沿來觸發(fā);它的輸出產(chǎn)生寬度為t5的脈沖。這個(gè)脈沖以及前述的驅(qū)動(dòng)脈沖都被輸送給門電路G2，而門電路G1在各個(gè)脈沖產(chǎn)生期間保持關(guān)閉。就是說，即使比較電路CM產(chǎn)生輸出，一次脈沖產(chǎn)生電路W1在圖7所示的時(shí)間t2和t5時(shí)也不被觸發(fā)。其理由是因?yàn)榛鶞?zhǔn)電壓Vr被設(shè)定在低電平，所以感應(yīng)電壓在除去最大點(diǎn)外的某些情況時(shí)超過基準(zhǔn)電壓;而在這樣一種情況下防止了驅(qū)動(dòng)脈沖的產(chǎn)生。
要注意一次脈沖產(chǎn)生電路W5的輸出被饋送給門電路G2，而門電路G1在時(shí)間t1可能繼續(xù)關(guān)閉。
一次脈沖產(chǎn)生電路W1的輸出被饋送給門電路G3，盡管這在上述說明中沒有提到，門電路G3在其脈沖產(chǎn)生期間保持開啟。所以，如果比較電路CM在那個(gè)期間停止輸出信號(hào)，則一次脈沖產(chǎn)生電路W1、W2和W5就置零，從而禁止產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)脈沖。這個(gè)動(dòng)作是為了防止由于干擾或除最大點(diǎn)外的感應(yīng)電壓所引起的誤動(dòng)作。僅當(dāng)在整個(gè)時(shí)間t1上都連續(xù)超過基準(zhǔn)電壓時(shí)才被認(rèn)為是一個(gè)最大感應(yīng)電壓。只有在這種情況時(shí)才可以產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)脈沖。
在上述結(jié)構(gòu)中，即使感應(yīng)電壓的振幅如圖7B所示減小，既然基準(zhǔn)電壓Vr設(shè)定為低電平，那么在其附近的幅度波動(dòng)就極小。此外，比較電路CM產(chǎn)生輸出的時(shí)刻與圖7A所示的極為相同。所以，驅(qū)動(dòng)脈沖的產(chǎn)生時(shí)刻基本上不偏離，并且確實(shí)能在感應(yīng)電壓的最大點(diǎn)處產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)脈沖。感應(yīng)電壓幅度增加時(shí)的情況與這種情況相同。
在上述例子中的說明是針對(duì)圖13所示的雙極磁鐵，但是這種應(yīng)用可以包括使用如圖10所示的這樣一個(gè)單極磁鐵。圖8給出了在這種情況時(shí)的感應(yīng)電壓的波形圖。如同前面所述情況，驅(qū)動(dòng)電流在感應(yīng)電壓的最大點(diǎn)時(shí)流過線圈。
本發(fā)明具有下述效果。它適合于使除線圈外的元件集成化。能使尺寸小型化并降低成本。
無論線圈的繞向如何線圈都可被恒定地高效率地激勵(lì)。從而在制造時(shí)可不考慮線圈的繞向來組裝部件，這使得組裝所需的時(shí)間減少了。
此外，本發(fā)明提供了抗電源線干擾以及由于沒有電容器而適于集成化的電路結(jié)構(gòu)。
通過在停止驅(qū)動(dòng)脈沖之后的預(yù)定時(shí)刻判斷感應(yīng)電壓的電平來調(diào)整驅(qū)動(dòng)脈沖的驅(qū)動(dòng)時(shí)刻和/或脈沖寬度，因此實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)控制，從而總是在感應(yīng)電壓的最大點(diǎn)時(shí)高效率地進(jìn)行驅(qū)動(dòng)操作。永久磁鐵能夠以穩(wěn)定的幅度有效地來驅(qū)動(dòng)。
此外，能夠在最佳驅(qū)動(dòng)時(shí)間里的最佳時(shí)刻上驅(qū)動(dòng)每個(gè)具有不同固有周期的擺。
在線圈的感應(yīng)電壓超過基準(zhǔn)電壓時(shí)使驅(qū)動(dòng)電流延遲一段指定時(shí)間地流過線圈，從而基準(zhǔn)電壓可以設(shè)定為低電平。由于這種設(shè)計(jì)方案使得驅(qū)動(dòng)脈沖產(chǎn)生的時(shí)刻幾乎不受感應(yīng)電壓幅度波動(dòng)的影響。這使得驅(qū)動(dòng)電流恒定地在最有效的時(shí)刻流過線圈。所以，制造和組裝過程不要求如已有技術(shù)所要求的那樣高的精度，從而使這些過程簡(jiǎn)單化。
一旦比較電路產(chǎn)生輸出，則通過禁止比較電路在該設(shè)定過程期間再次產(chǎn)生輸出以及通過僅當(dāng)感應(yīng)電壓在該整個(gè)預(yù)定時(shí)期里連續(xù)大于基準(zhǔn)電壓時(shí)才產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)脈沖能夠防止由于干擾和除最大點(diǎn)外的感應(yīng)電壓所引起的誤動(dòng)作。
由于在不偏離本發(fā)明的精神和范圍的情況下可以作出許多明顯大不相同的實(shí)施方案，所以要理解到除權(quán)利要求所限定的內(nèi)容之外本發(fā)明不受這些特定實(shí)施方案的限制。
權(quán)利要求
1.一種電磁驅(qū)動(dòng)電路包括一個(gè)用于檢測(cè)并驅(qū)動(dòng)一個(gè)永久磁鐵的線圈；一個(gè)用于在所說線圈的感應(yīng)電壓超過一個(gè)基準(zhǔn)電壓時(shí)產(chǎn)生輸出的比較器；一個(gè)用于按照所說比較器產(chǎn)生的所說輸出延遲一段預(yù)定時(shí)間地來產(chǎn)生具有預(yù)定寬度的驅(qū)動(dòng)脈沖的輸出產(chǎn)生電路；其特征在于，一個(gè)用以在產(chǎn)生所述驅(qū)動(dòng)脈沖之后產(chǎn)生具有預(yù)定脈沖寬度的阻通脈沖的阻通脈沖發(fā)生電路；一個(gè)用以借助于所述阻通脈沖阻止來自所述比較電路的所述輸出供到所述輸出產(chǎn)生電路的門電路；一個(gè)按照從所說輸出產(chǎn)生電路產(chǎn)生的所說驅(qū)動(dòng)脈沖來工作并使驅(qū)動(dòng)電流流過所說線圈的驅(qū)動(dòng)電路。
2.一種電磁驅(qū)動(dòng)電路包括一個(gè)用于檢測(cè)并驅(qū)動(dòng)一個(gè)永久磁鐵的線圈;一個(gè)用于在所說線圈的感應(yīng)電壓超過一個(gè)基準(zhǔn)電壓時(shí)產(chǎn)生輸出的比較器;一個(gè)用于按照所說比較器產(chǎn)生的所說輸出延遲一段預(yù)定時(shí)間地來產(chǎn)生具有預(yù)定寬度的驅(qū)動(dòng)脈沖的輸出產(chǎn)生電路;其特征在于，一個(gè)用以在產(chǎn)生所述驅(qū)動(dòng)脈沖之后產(chǎn)生具有預(yù)定脈沖寬度的阻通脈沖的阻通脈沖發(fā)生電路;一個(gè)用以借助于所述阻通脈沖阻止來自所述比較電路的所述輸出供到所述輸出產(chǎn)生電路的門電路;一個(gè)按照從所說輸出產(chǎn)生電路產(chǎn)生的所說驅(qū)動(dòng)脈沖來工作并使驅(qū)動(dòng)電流流過所說線圈的驅(qū)動(dòng)電路;一個(gè)用于在所說預(yù)定延遲時(shí)間內(nèi)當(dāng)所說比較器的輸出停止時(shí)禁止產(chǎn)生所說驅(qū)動(dòng)脈沖的禁止電路。
全文摘要
一種電磁驅(qū)動(dòng)電路包括一用以檢測(cè)和驅(qū)動(dòng)永久磁鐵的線圈、一用以將所述線圈的感應(yīng)電壓與基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較的比較電路、一用以產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)脈沖的輸出產(chǎn)生電路和一根據(jù)所述驅(qū)動(dòng)脈沖起作用且產(chǎn)生一驅(qū)動(dòng)電流以流過所述線圈的驅(qū)動(dòng)電路。該電磁驅(qū)動(dòng)電路進(jìn)一步包括一由沖息脈沖發(fā)生電路與觸發(fā)電路組成的判斷電路、一由沖息脈沖發(fā)生電路與計(jì)數(shù)器組成的控制電路和/或若干門電路與一由門電路組成的禁止電路。
文檔編號(hào)G04C3/00GK1051628SQ90106029
公開日1991年5月22日 申請(qǐng)日期1988年2月20日 優(yōu)先權(quán)日1987年2月20日
發(fā)明者青木洋 申請(qǐng)人:株式會(huì)社精工舍