本發(fā)明涉及電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置及電子表。
背景技術(shù):
在步進(jìn)電機(jī)中,轉(zhuǎn)子在各步都需要可靠地旋轉(zhuǎn)。因此,在步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)控制中,在施加了用于使轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動(dòng)脈沖以后,通過探測(cè)因轉(zhuǎn)子在規(guī)定的步距角停止時(shí)的阻尼(damping)而產(chǎn)生的反電動(dòng)勢(shì)(逆電動(dòng)勢(shì)),來進(jìn)行轉(zhuǎn)子是否旋轉(zhuǎn)的判定(轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)探測(cè))。在判定為轉(zhuǎn)子未旋轉(zhuǎn)的情況下,進(jìn)一步施加修正脈沖,使轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。
使用單一線圈的鐘表用電機(jī)的旋轉(zhuǎn)探測(cè)技術(shù)正在得到確立。例如,日本的專利文獻(xiàn)即日本特開平9-266697號(hào)公報(bào)記載了:“對(duì)供給到步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)脈沖進(jìn)行斬波控制,將驅(qū)動(dòng)脈沖的初期及末期的占空比設(shè)定為比中期的占空比低。由此,能夠以初期及末期低、中期高的方式設(shè)定驅(qū)動(dòng)脈沖內(nèi)的有效電力的分布,在步進(jìn)電機(jī)上產(chǎn)生與步進(jìn)電機(jī)的齒槽轉(zhuǎn)矩相匹配的轉(zhuǎn)矩。因此,可節(jié)省驅(qū)動(dòng)脈沖初期及末期的無用的電力消耗,由于使轉(zhuǎn)子以低速旋轉(zhuǎn),因此能夠降低為了驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)而消耗的電力?!?/p>
目前,已知有具備兩個(gè)線圈且以通過對(duì)該線圈適當(dāng)施加驅(qū)動(dòng)脈沖而能夠進(jìn)行正反轉(zhuǎn)的方式構(gòu)成的步進(jìn)電機(jī)(雙核電機(jī))。這種雙核電機(jī)的旋轉(zhuǎn)探測(cè)技術(shù)尚未得到確立。例如,在旋轉(zhuǎn)探測(cè)時(shí),考慮通過將雙核電機(jī)的兩個(gè)線圈中的一個(gè)線圈制成高阻抗,來增大旋轉(zhuǎn)探測(cè)所需要的電動(dòng)勢(shì)。但是,那樣的話,就會(huì)在如采樣偏差或高溫等那樣電動(dòng)勢(shì)變大的環(huán)境下,在非旋轉(zhuǎn)時(shí)電動(dòng)勢(shì)變得過大,存在雖然未旋轉(zhuǎn)但卻誤探測(cè)為旋轉(zhuǎn)之類的問題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
因此,本發(fā)明的目的在于,提供一種電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置及電子表,可防止非旋轉(zhuǎn)時(shí)的誤探測(cè)。
本發(fā)明為了實(shí)現(xiàn)上述目的,提供一種電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置,其特征在于,具備:
驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)部、以及
處理器,
所述處理器向所述驅(qū)動(dòng)電路輸出用于驅(qū)動(dòng)所述步進(jìn)電機(jī)的脈沖信號(hào)即驅(qū)動(dòng)脈沖信號(hào),
在輸出了所述驅(qū)動(dòng)脈沖以后,輸出用于檢測(cè)所述步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)的脈沖信號(hào)即驅(qū)動(dòng)檢測(cè)脈沖信號(hào),
所述驅(qū)動(dòng)檢測(cè)脈沖信號(hào)為與由所述步進(jìn)電機(jī)產(chǎn)生的反電動(dòng)勢(shì)相同的正負(fù)電極性。
附圖說明
圖1是表示本實(shí)施方式的電子表的概略構(gòu)成圖。
圖2是微型計(jì)算機(jī)的概略框圖。
圖3是雙核結(jié)構(gòu)的步進(jìn)電機(jī)的俯視圖。
圖4是表示驅(qū)動(dòng)電路的電路圖。
圖5A~圖5H是雙核電機(jī)的旋轉(zhuǎn)時(shí)的說明圖。
圖6A~圖6H是比較例的由控制實(shí)現(xiàn)的雙核電機(jī)的非旋轉(zhuǎn)時(shí)的說明圖。
圖7A~圖7H是在本實(shí)施方式的由控制實(shí)現(xiàn)的雙核電機(jī)的非旋轉(zhuǎn)時(shí)施加有對(duì)策脈沖時(shí)的說明圖。
圖8是比較例的由控制實(shí)現(xiàn)的驅(qū)動(dòng)電路的波形圖。
圖9A~圖9D是比較例的由控制實(shí)現(xiàn)的驅(qū)動(dòng)電路的動(dòng)作說明圖。
圖10A~圖10D是對(duì)本實(shí)施方式的反電動(dòng)勢(shì)抑制脈沖規(guī)格進(jìn)行說明的圖。
圖11是本實(shí)施方式的由控制實(shí)現(xiàn)的驅(qū)動(dòng)電路的波形圖。
圖12A~圖12E是本實(shí)施方式的由控制實(shí)現(xiàn)的驅(qū)動(dòng)電路的動(dòng)作說明圖。
圖13是變形例的由控制實(shí)現(xiàn)的驅(qū)動(dòng)電路的波形圖。
圖14A~圖14F是變形例的由控制實(shí)現(xiàn)的驅(qū)動(dòng)電路的動(dòng)作說明圖。
具體實(shí)施方式
下面,參照各圖對(duì)用于實(shí)施本發(fā)明的方式進(jìn)行詳細(xì)說明。
圖1是表示本實(shí)施方式的電子表1的概略構(gòu)成圖。
本實(shí)施方式的模擬式電子表1是可由獨(dú)立的電機(jī)分別驅(qū)動(dòng)四根指針2a~2d的電子表,但沒有特別限制,例如,具備用于套裝在手腕上的表帶的手表式電子表。該電子表1例如具備:各指針2a~2d、經(jīng)由輪系機(jī)構(gòu)3a~3d分別旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)各指針2a~2d的步進(jìn)電機(jī)4a~4c、驅(qū)動(dòng)電路(驅(qū)動(dòng)部)5、微型計(jì)算機(jī)6、電源部7、振子8。
下面,在不特別區(qū)別指針2a~2d時(shí),簡(jiǎn)稱為指針2。在不特別區(qū)別各輪系機(jī)構(gòu)3a~3d時(shí),簡(jiǎn)稱為輪系機(jī)構(gòu)3。在不特別區(qū)別各步進(jìn)電機(jī)4a~4d時(shí),簡(jiǎn)稱為步進(jìn)電機(jī)4。
驅(qū)動(dòng)電路5是驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)4的橋式電路,通過與微型計(jì)算機(jī)6的組合,構(gòu)成電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置。微型計(jì)算機(jī)6是大規(guī)模集成電路(LSI:Large-Scale Integration),由CPU(Central Processing Unit)61、周邊電路62構(gòu)成。該CPU61進(jìn)一步由振蕩電路611、分頻電路612、計(jì)時(shí)電路613構(gòu)成。此外,振蕩電路611、分頻電路612、計(jì)時(shí)電路613可以在微型計(jì)算機(jī)6內(nèi)由與CPU61分體的區(qū)塊構(gòu)成,也可以在微型計(jì)算機(jī)6外由與微型計(jì)算機(jī)6分體的設(shè)備構(gòu)成。
各指針2a~2d以相對(duì)于表盤上的旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)自如的方式設(shè)置。輪系機(jī)構(gòu)3a~3d分別使指針2a~2d進(jìn)行旋轉(zhuǎn)動(dòng)作。
驅(qū)動(dòng)電路5基于從微型計(jì)算機(jī)6輸入的控制信號(hào),以適當(dāng)?shù)亩〞r(shí)將用于驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)4a~4d的驅(qū)動(dòng)電壓信號(hào)輸出。該驅(qū)動(dòng)電路5基于來自微型計(jì)算機(jī)6的設(shè)定信號(hào),可調(diào)節(jié)并輸出步進(jìn)電機(jī)4的驅(qū)動(dòng)電壓或驅(qū)動(dòng)電壓脈寬。驅(qū)動(dòng)電路5可對(duì)步進(jìn)電機(jī)4沿正轉(zhuǎn)方向或反轉(zhuǎn)方向輸出驅(qū)動(dòng)電壓信號(hào)。
CPU61進(jìn)行各種運(yùn)算處理,綜合控制電子表1的整體動(dòng)作。CPU61讀出并執(zhí)行控制程序,持續(xù)進(jìn)行在各部顯示時(shí)刻的動(dòng)作,并且基于向操作部(未圖示)的輸入操作,實(shí)時(shí)地或以設(shè)定的定時(shí)進(jìn)行所要求的動(dòng)作。CPU61是設(shè)定指針2移動(dòng)的目標(biāo)位置,且經(jīng)由驅(qū)動(dòng)電路5控制步進(jìn)電機(jī)4的驅(qū)動(dòng)的控制單元。
振蕩電路611生成固有的頻率信號(hào),輸出到分頻電路612。作為振蕩電路611,例如可使用與水晶等振子8組合而進(jìn)行振蕩的電路。
分頻電路612將從振蕩電路611輸入的信號(hào)分頻為CPU61或計(jì)時(shí)電路613利用的各種頻率的信號(hào)而輸出。
計(jì)時(shí)電路613是通過統(tǒng)計(jì)從分頻電路612輸入的規(guī)定的頻率信號(hào)的次數(shù),且加在初始時(shí)刻上,來統(tǒng)計(jì)當(dāng)前時(shí)刻的計(jì)數(shù)電路。由計(jì)時(shí)電路613統(tǒng)計(jì)的當(dāng)前時(shí)刻由CPU61讀出,并用于時(shí)刻顯示。該時(shí)刻的統(tǒng)計(jì)也可以被軟件性地控制。
電源部7成為可長(zhǎng)期使電子表1持續(xù)且穩(wěn)定地動(dòng)作的結(jié)構(gòu),例如,電池和DC-DC轉(zhuǎn)換器的組合。由此,動(dòng)作中的電源部7的輸出電壓保持規(guī)定值。
圖2是LSI即微型計(jì)算機(jī)6的概略框圖。
微型計(jì)算機(jī)6具備:CPU61、ROM(Read Only Memory)63、RAM(Random Access Memory)64、OSC(Oscillator,振蕩器)65、外圍設(shè)備68、VRMX67、DVR66。
在ROM63內(nèi)保持有各種控制程序或初始設(shè)定數(shù)據(jù),未圖示的各種控制程序在模擬電子表1的起動(dòng)時(shí),由CPU61讀出,并持續(xù)執(zhí)行。
RAM64是SRAM和DRAM之類的易失性存儲(chǔ)器,向CPU61提供作業(yè)用的存儲(chǔ)空間。另外,在RAM內(nèi)可暫時(shí)存儲(chǔ)基于向操作部的輸入操作而設(shè)定的用戶設(shè)定數(shù)據(jù)等。RAM的一部分也可以是閃存器或EEPROM(Electrically Erasable and Programmable Read Only Memory)等非易失性存儲(chǔ)器。
OSC65生成固有的頻率信號(hào),并供給到CPU61和外圍設(shè)備68等,相當(dāng)于圖1的振蕩電路611和振子8的組合。
DVR66是對(duì)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的信號(hào)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的電路。VRMX67是生成向該DVR66供給的電源的調(diào)節(jié)器。
外圍設(shè)備68包含電機(jī)控制部69,該電機(jī)控制部69由相位控制電路691、驅(qū)動(dòng)脈沖生成電路692、旋轉(zhuǎn)探測(cè)脈沖生成電路693、VRMX控制電路694、A/D轉(zhuǎn)換器695(A/D轉(zhuǎn)換器)、探測(cè)判定電路696構(gòu)成。此外,電機(jī)控制部69、DVR66、VRMX67也可以分別設(shè)置與微型計(jì)算機(jī)6分體的設(shè)備而進(jìn)行各動(dòng)作。
相位控制電路691對(duì)含有驅(qū)動(dòng)脈沖的輸出和旋轉(zhuǎn)探測(cè)脈沖的生成的一系列的相位進(jìn)行控制。驅(qū)動(dòng)脈沖生成電路692向電機(jī)輸出驅(qū)動(dòng)脈沖,旋轉(zhuǎn)探測(cè)脈沖生成電路693向電機(jī)輸出旋轉(zhuǎn)探測(cè)脈沖或反電動(dòng)勢(shì)抑制脈沖。VRMX控制電路694控制VRMX67,生成規(guī)定的電源電壓。A/D轉(zhuǎn)換器695將驅(qū)動(dòng)電路5的模擬電壓轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)。探測(cè)判定電路696將A/D轉(zhuǎn)換器695轉(zhuǎn)換的負(fù)值的數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為正值,判定轉(zhuǎn)換后的值是否超過了閾值,并判定步進(jìn)電機(jī)4是否已旋轉(zhuǎn)。
圖3是雙核結(jié)構(gòu)的步進(jìn)電機(jī)4的俯視圖。
步進(jìn)電機(jī)4具有定子47和轉(zhuǎn)子48。轉(zhuǎn)子48形成為圓盤狀,沿圓周方向轉(zhuǎn)動(dòng)自如地被支承,并且具有在徑向上雙極都被磁化了的永久磁鐵。在轉(zhuǎn)子48中,薄薄地實(shí)施了剖面線的部分構(gòu)成N極48N,濃濃地實(shí)施了剖面線的部分構(gòu)成S極48S。作為轉(zhuǎn)子48,例如優(yōu)選使用稀土磁鐵等(例如,釤鈷磁鐵等)永久磁鐵,但不局限于此。
轉(zhuǎn)子48按照以設(shè)置于定子47的未圖示的軸為中心可旋轉(zhuǎn)的方式配置。此外,在本實(shí)施方式中,轉(zhuǎn)子48通過對(duì)后述的線圈L1、L2施加驅(qū)動(dòng)脈沖,能夠以規(guī)定的步距角向逆時(shí)針方向和順時(shí)針方向中的某一方向旋轉(zhuǎn)。在將步進(jìn)電機(jī)4應(yīng)用于鐘表等的情況下,在轉(zhuǎn)子48上連結(jié)有例如用于使鐘表的指針2走針的構(gòu)成輪系機(jī)構(gòu)3的齒輪,通過轉(zhuǎn)子48旋轉(zhuǎn),可使該齒輪等旋轉(zhuǎn)。
定子47由中心磁扼45、一對(duì)側(cè)磁扼44、46、線圈L1、L2構(gòu)成。中心磁扼45具備:直狀部45a、向該直狀部45a的一端側(cè)大致上下對(duì)稱地伸出的伸出部45b,作為整體,形成為大致T字狀。一對(duì)側(cè)磁扼44、46以包圍轉(zhuǎn)子48的方式大致左右對(duì)稱地設(shè)置。而且,在中心磁扼45的伸出部45b和側(cè)磁扼44、46之間插有線圈L1、L2,線圈L1、L2經(jīng)由端子座43與驅(qū)動(dòng)電路5(參照?qǐng)D1)連接。
在定子47上且在中心磁扼45和一對(duì)側(cè)磁扼44、46的交點(diǎn)上形成有大致圓形的孔部,在該孔部配置有轉(zhuǎn)子48。在定子47上,在勵(lì)磁狀態(tài)下,沿著轉(zhuǎn)子48的外周,在中心磁扼45的附近、側(cè)磁扼44的附近、側(cè)磁扼46的附近呈現(xiàn)三個(gè)磁極。定子47的三個(gè)磁極通過對(duì)線圈L1、L2施加驅(qū)動(dòng)脈沖,可切換其極性。
線圈L1其一端與中心磁扼45的伸出部45b進(jìn)行磁性連結(jié),線圈L1的另一端側(cè)與側(cè)磁扼46的自由端進(jìn)行磁性連結(jié)。另外,線圈L2其一端側(cè)與中心磁扼45的伸出部45b進(jìn)行磁性連結(jié),線圈L2的另一端側(cè)與側(cè)磁扼44的自由端進(jìn)行磁性連結(jié)。
在本實(shí)施方式中,由電機(jī)控制部69對(duì)線圈L1、L2施加驅(qū)動(dòng)脈沖。由此,當(dāng)由線圈L1、L2產(chǎn)生磁通時(shí),該磁通就沿著線圈L1的磁心及與該線圈L1進(jìn)行磁性連結(jié)的定子47流動(dòng),適宜切換三個(gè)磁極。
另外,在定子47上且在收納轉(zhuǎn)子48的孔部的內(nèi)周面形成有三個(gè)凹部。該三個(gè)凹部設(shè)置在中心磁扼45的方向、與該方向垂直的兩個(gè)方向上。通過這三個(gè)凹部,能夠維持轉(zhuǎn)子48的靜止?fàn)顟B(tài)。
在本實(shí)施方式中,步進(jìn)電機(jī)4在轉(zhuǎn)子48的極化方向沿與中心磁扼45垂直的兩個(gè)方向?qū)ο虻臓顟B(tài)下,指標(biāo)轉(zhuǎn)矩(保持轉(zhuǎn)矩)最大。因此在未施加有驅(qū)動(dòng)脈沖的非通電狀態(tài)下,轉(zhuǎn)子48在圖3所示的位置或從該位置旋轉(zhuǎn)了180度的位置,磁穩(wěn)定地停止。
下面,利用后述的圖5、圖6、圖7對(duì)該步進(jìn)電機(jī)4的動(dòng)作進(jìn)行詳細(xì)說明。
圖4是表示驅(qū)動(dòng)電路5的電路圖。
驅(qū)動(dòng)電路5是將驅(qū)動(dòng)脈沖施加于兩個(gè)線圈L1、L2的驅(qū)動(dòng)電路,是由開關(guān)元件Tr1~Tr9構(gòu)成的H橋式電路,該開關(guān)元件Tr1~Tr9由MOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor,金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管)構(gòu)成。
本實(shí)施方式的驅(qū)動(dòng)電路5通過將對(duì)應(yīng)于線圈L1的電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路和對(duì)應(yīng)于線圈L2的電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路并聯(lián)連接,并將構(gòu)成各電路的一部分開關(guān)元件Tr3、Tr4共用化而構(gòu)成。
由電源部7(參照?qǐng)D1)對(duì)驅(qū)動(dòng)電路5的電源端子和接地端子之間施加電源電壓Vcc。而且,在電壓端子和接地端子之間,經(jīng)由接點(diǎn)O2串聯(lián)連接有開關(guān)元件Tr1、Tr2,開關(guān)元件Tr3、Tr4經(jīng)由接點(diǎn)O1串聯(lián)連接,開關(guān)元件Tr5、Tr6經(jīng)由接點(diǎn)O3串聯(lián)連接。另外,在接點(diǎn)O2、O1之間連接有步進(jìn)電機(jī)4的線圈L1,在接點(diǎn)O1、O3之間連接有線圈L2。
進(jìn)而,在接點(diǎn)O2上連接有開關(guān)元件Tr7的一端,在接點(diǎn)O1上連接有開關(guān)元件Tr8的一端,在接點(diǎn)O3上連接有開關(guān)元件Tr9的一端。這些開關(guān)元件Tr7~Tr9的另一端經(jīng)由同一電阻R1接地。開關(guān)元件Tr7~Tr9的另一端和電阻R1的接點(diǎn)與A/D轉(zhuǎn)換器695(參照?qǐng)D2)連接。由此,能夠檢測(cè)施加于電阻R1的電壓。
該驅(qū)動(dòng)電路5的動(dòng)作利用后述的圖9、圖12、圖14進(jìn)行詳細(xì)說明。
圖5A~H是雙核電機(jī)的旋轉(zhuǎn)時(shí)的說明圖。這里,對(duì)通過使轉(zhuǎn)子48正轉(zhuǎn)(即,向逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)),并且將雙核電機(jī)的兩個(gè)線圈L1、L2中的線圈L2制成高阻抗,來增大旋轉(zhuǎn)探測(cè)所需要的電動(dòng)勢(shì)的情況進(jìn)行說明。
此外,在下面的說明中,在將轉(zhuǎn)子48的N極最接近中心磁扼45的狀態(tài)(圖5A所示的狀態(tài))設(shè)為初始位置(0度位置)時(shí),記載的是從該狀態(tài)起的旋轉(zhuǎn)角度。在下面的圖中,用斜體的“N”和“S”表示在線圈L1上施加有驅(qū)動(dòng)脈沖的作為結(jié)果的磁極,用通常的N”和“S”表示通過轉(zhuǎn)子48的旋轉(zhuǎn)而勵(lì)磁的結(jié)果。
圖5A表示的是時(shí)刻t1(參照后述的圖8)的步進(jìn)電機(jī)4的狀態(tài)。在該狀態(tài)下,轉(zhuǎn)子48的N極朝向中心磁扼45的方向。此時(shí),對(duì)線圈L1施加驅(qū)動(dòng)脈沖,側(cè)磁扼44的方向成為S極,中心磁扼45的方向和側(cè)磁扼46的方向都成為N極。通過轉(zhuǎn)子48的N極與側(cè)磁扼46的方向的N極相斥,并且與側(cè)磁扼44的方向的S極相吸,轉(zhuǎn)子48開始向正轉(zhuǎn)方向旋轉(zhuǎn),移至圖5B的狀態(tài)。
圖5B表示的是時(shí)刻t2(參照后述的圖8)的步進(jìn)電機(jī)4的狀態(tài)。轉(zhuǎn)子48逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)大致90度。此時(shí),通過轉(zhuǎn)子48的旋轉(zhuǎn),側(cè)磁扼44的方向被勵(lì)磁為N極,中心磁扼45和側(cè)磁扼46的方向被勵(lì)磁為S極,通過該磁通變化,在線圈L1上產(chǎn)生由反電動(dòng)勢(shì)引起的感應(yīng)電流。接著該狀態(tài),移至圖5C所示的狀態(tài)。
圖5C表示的是時(shí)刻t3(參照后述的圖8)的步進(jìn)電機(jī)4的狀態(tài)。轉(zhuǎn)子48逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)大致135度。此時(shí),通過轉(zhuǎn)子48的旋轉(zhuǎn),側(cè)磁扼44的方向和中心磁扼45的方向被勵(lì)磁為S極,側(cè)磁扼46的方向被勵(lì)磁為N極,通過該磁通變化,在線圈L1上產(chǎn)生由反電動(dòng)勢(shì)引起的感應(yīng)電流。接著該狀態(tài),移至圖5D所示的狀態(tài)。
圖5D表示的是時(shí)刻t4(參照后述的圖8)的步進(jìn)電機(jī)4的狀態(tài)。轉(zhuǎn)子48逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)大致225度,從180度的靜止穩(wěn)定點(diǎn)經(jīng)過。此時(shí),通過轉(zhuǎn)子48的旋轉(zhuǎn),側(cè)磁扼44的方向被勵(lì)磁為S極,中心磁扼45的方向和側(cè)磁扼46的方向被勵(lì)磁為N極,通過該磁通變化,在在線圈L1上產(chǎn)生由反電動(dòng)勢(shì)引起的感應(yīng)電流。接著該狀態(tài),移至圖5E所示的狀態(tài)。
圖5E表示的是時(shí)刻t5(參照后述的圖8)的步進(jìn)電機(jī)4的狀態(tài)。轉(zhuǎn)子48逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)大致225度,由于從180度的靜止穩(wěn)定點(diǎn)經(jīng)過,因此開始反向的旋轉(zhuǎn)。此時(shí),通過轉(zhuǎn)子48的旋轉(zhuǎn),側(cè)磁扼44的方向被勵(lì)磁為N極,中心磁扼45的方向和側(cè)磁扼46的方向被勵(lì)磁為S極,通過該磁通變化,在線圈L1上產(chǎn)生由反電動(dòng)勢(shì)引起的感應(yīng)電流。接著該狀態(tài),移至圖5F所示的狀態(tài)。
圖5F表示的是時(shí)刻t6(參照后述的圖8)的步進(jìn)電機(jī)4的狀態(tài)。轉(zhuǎn)子48在回到180度的靜止穩(wěn)定點(diǎn)以后再次經(jīng)過,成為逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)了大致135度的狀態(tài)。此時(shí),通過轉(zhuǎn)子48的旋轉(zhuǎn),側(cè)磁扼44的方向和中心磁扼45的方向被勵(lì)磁為N極,側(cè)磁扼46的方向被勵(lì)磁為S極,通過該磁通變化,在線圈L1上產(chǎn)生由反電動(dòng)勢(shì)引起的感應(yīng)電流。接著該狀態(tài),移至圖5G所示的狀態(tài)。
圖5G表示的是時(shí)刻t7(參照后述的圖8)的步進(jìn)電機(jī)4的狀態(tài)。轉(zhuǎn)子48從再次經(jīng)過以后逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)了大致135度的該狀態(tài),回到180度的靜止穩(wěn)定點(diǎn)。此時(shí),通過轉(zhuǎn)子48的旋轉(zhuǎn),側(cè)磁扼44的方向和中心磁扼45的方向被勵(lì)磁為S極,側(cè)磁扼46的方向被勵(lì)磁為N極,通過該磁通變化,在線圈L1上產(chǎn)生由反電動(dòng)勢(shì)引起的感應(yīng)電流。接著該狀態(tài),移至圖5H所示的狀態(tài)。
圖5H表示的是時(shí)刻t8的步進(jìn)電機(jī)4的狀態(tài)。這里,時(shí)刻t8指的是轉(zhuǎn)子48在180度的靜止穩(wěn)定點(diǎn)停止的時(shí)刻。此時(shí),側(cè)磁扼44、46的方向或中心磁扼45的方向不被勵(lì)磁,不會(huì)在線圈L1上產(chǎn)生由反電動(dòng)勢(shì)引起的感應(yīng)電流。
轉(zhuǎn)子48在停止了驅(qū)動(dòng)脈沖的施加以后,如上所述,夾著磁穩(wěn)定位置而向正轉(zhuǎn)方向和反轉(zhuǎn)方向雙方擺動(dòng)。在其任一種情況下,都會(huì)在線圈L1上產(chǎn)生反電動(dòng)勢(shì),但在比較例和本實(shí)施方式中,在轉(zhuǎn)子48一旦穿過了磁穩(wěn)定位置以后向相反側(cè)搖擺時(shí),探測(cè)在線圈L1上產(chǎn)生的反電動(dòng)勢(shì)。
圖6A~H是比較例的由控制實(shí)現(xiàn)的雙核電機(jī)的非旋轉(zhuǎn)時(shí)的說明圖。
圖6A表示的是時(shí)刻t1(參照后述的圖8)的步進(jìn)電機(jī)4的狀態(tài)。在該狀態(tài)下,轉(zhuǎn)子48的N極朝向中心磁扼45的方向。此時(shí),對(duì)線圈L1施加驅(qū)動(dòng)脈沖,側(cè)磁扼44的方向成為S極,中心磁扼45和側(cè)磁扼46的方向成為N極。通過轉(zhuǎn)子48的N極與側(cè)磁扼46的方向的N極相斥,并且與側(cè)磁扼44的方向的S極相吸,轉(zhuǎn)子48開始向正轉(zhuǎn)方向旋轉(zhuǎn),移至圖6B的狀態(tài)。
圖6B表示的是時(shí)刻t2(參照后述的圖8)的步進(jìn)電機(jī)4的狀態(tài)。轉(zhuǎn)子48逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)大致90度。此時(shí),轉(zhuǎn)子48的旋轉(zhuǎn)停止,側(cè)磁扼44、46或中心磁扼45不被勵(lì)磁,不會(huì)在線圈L1上產(chǎn)生由反電動(dòng)勢(shì)引起的感應(yīng)電流。接著該狀態(tài),移至圖6C所示的狀態(tài)。
圖6C表示的是時(shí)刻t3(參照后述的圖8)的步進(jìn)電機(jī)4的狀態(tài)。轉(zhuǎn)子48逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)大致45度,且向與最初相反的方向旋轉(zhuǎn)。此時(shí),通過轉(zhuǎn)子48的旋轉(zhuǎn),側(cè)磁扼44的方向被勵(lì)磁為S極,中心磁扼45的方向和側(cè)磁扼46的方向被勵(lì)磁為N極,通過該磁通變化,在線圈L1上產(chǎn)生由反電動(dòng)勢(shì)引起的感應(yīng)電流。接著該狀態(tài),移至圖6D所示的狀態(tài)。
圖6D表示的是時(shí)刻t4(參照后述的圖8)的步進(jìn)電機(jī)4的狀態(tài)。轉(zhuǎn)子48順時(shí)針旋轉(zhuǎn)大致60度,從0度的靜止穩(wěn)定點(diǎn)經(jīng)過。此時(shí),通過轉(zhuǎn)子48的旋轉(zhuǎn),側(cè)磁扼44的方向和中心磁扼45的方向被勵(lì)磁為S極,側(cè)磁扼46的方向被勵(lì)磁為N極,通過該磁通變化,在線圈L1上產(chǎn)生由反電動(dòng)勢(shì)引起的感應(yīng)電流。接著該狀態(tài),移至圖6E所示的狀態(tài)。
圖6E表示的是時(shí)刻t5(參照后述的圖8)的步進(jìn)電機(jī)4的狀態(tài)。轉(zhuǎn)子48順時(shí)針旋轉(zhuǎn)大致60度,由于從0度的靜止穩(wěn)定點(diǎn)經(jīng)過,因此開始逆時(shí)針方向的旋轉(zhuǎn)。此時(shí),通過轉(zhuǎn)子48的旋轉(zhuǎn),側(cè)磁扼44的方向和中心磁扼45的方向被勵(lì)磁為N極,側(cè)磁扼46的方向被勵(lì)磁為S極,通過該磁通變化,在線圈L1上產(chǎn)生由反電動(dòng)勢(shì)引起的感應(yīng)電流。接著該狀態(tài),移至圖6F所示的狀態(tài)。
圖6F表示的是時(shí)刻t6(參照后述的圖8)的步進(jìn)電機(jī)4的狀態(tài)。轉(zhuǎn)子48在回到0度的靜止穩(wěn)定點(diǎn)以后再次經(jīng)過,逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)大致45度。此時(shí),通過轉(zhuǎn)子48的旋轉(zhuǎn),側(cè)磁扼44的方向被勵(lì)磁為N極,中心磁扼45的方向和側(cè)磁扼46的方向被勵(lì)磁為S極,通過該磁通變化,在線圈L1上產(chǎn)生由反電動(dòng)勢(shì)引起的感應(yīng)電流。接著該狀態(tài),移至圖6G所示的狀態(tài)。
圖6G表示的是時(shí)刻t7(參照后述的圖8)的步進(jìn)電機(jī)4的狀態(tài)。轉(zhuǎn)子48在逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)了大致45度以后,開始順時(shí)針旋轉(zhuǎn)。此時(shí),通過轉(zhuǎn)子48的旋轉(zhuǎn),側(cè)磁扼44的方向被勵(lì)磁為S極,中心磁扼45的方向和側(cè)磁扼46的方向被勵(lì)磁為N極,通過該磁通變化,在線圈L1上產(chǎn)生由反電動(dòng)勢(shì)引起的感應(yīng)電流。接著該狀態(tài),移至圖6H所示的狀態(tài)。
圖6H表示的是時(shí)刻t8的步進(jìn)電機(jī)4的狀態(tài)。這里,時(shí)刻t8指的是轉(zhuǎn)子48在0度的靜止穩(wěn)定點(diǎn)停止的時(shí)刻。此時(shí),側(cè)磁扼44、46的方向或中心磁扼45不被勵(lì)磁,不會(huì)在線圈L1上產(chǎn)生由反電動(dòng)勢(shì)引起的感應(yīng)電流。
轉(zhuǎn)子48即使在停止了驅(qū)動(dòng)脈沖的施加以后不能到達(dá)旋轉(zhuǎn)了180度的磁穩(wěn)定位置的情況下,也能夠以0度的磁穩(wěn)定位置為中心向正轉(zhuǎn)方向和反轉(zhuǎn)方向雙方擺動(dòng)。在比較例中,轉(zhuǎn)子48不能到達(dá)磁穩(wěn)定位置,在向相反側(cè)搖擺時(shí),探測(cè)在線圈L1上產(chǎn)生的反電動(dòng)勢(shì),通過判定將該反電動(dòng)勢(shì)進(jìn)行正負(fù)翻轉(zhuǎn)所得的值是否超過閾值,來探測(cè)有無旋轉(zhuǎn)。
圖7A~H是在本實(shí)施方式的由控制實(shí)現(xiàn)的雙核電機(jī)的非旋轉(zhuǎn)時(shí)施加有反電動(dòng)勢(shì)抑制脈沖時(shí)的說明圖。
圖7A的狀態(tài)與圖6A的狀態(tài)同樣,圖7B的狀態(tài)與圖6B的狀態(tài)同樣。
圖7C表示的是時(shí)刻t3(參照后述的圖8)的步進(jìn)電機(jī)4的狀態(tài)。轉(zhuǎn)子48逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)大致45度,且向與最初相反的方向旋轉(zhuǎn),在側(cè)磁扼44的方向和中心磁扼45的方向勵(lì)磁S極,在側(cè)磁扼46的方向勵(lì)磁N極。此時(shí),當(dāng)對(duì)線圈L1施加旋轉(zhuǎn)探測(cè)脈沖時(shí),側(cè)磁扼44的方向就成為S極,中心磁扼45的方向和側(cè)磁扼46的方向成為N極。該磁通成為對(duì)轉(zhuǎn)子48的旋轉(zhuǎn)的制動(dòng),消弱了以后的由反電動(dòng)勢(shì)引起的感應(yīng)電流。與此相對(duì),在上述的圖5C的旋轉(zhuǎn)時(shí)對(duì)線圈L1施加旋轉(zhuǎn)探測(cè)脈沖,且側(cè)磁扼44的方向成為S極、中心磁扼45的方向和側(cè)磁扼46的方向成為N極的情況下,不會(huì)成為對(duì)轉(zhuǎn)子48的旋轉(zhuǎn)的制動(dòng),以后的由反電動(dòng)勢(shì)引起的感應(yīng)電流不會(huì)被削弱。
接著該狀態(tài),移至圖7D所示的狀態(tài)。
圖7D表示的是時(shí)刻t4(參照后述的圖8)的步進(jìn)電機(jī)4的狀態(tài)。轉(zhuǎn)子48順時(shí)針旋轉(zhuǎn)大致60度,從0度的靜止穩(wěn)定點(diǎn)經(jīng)過。此時(shí),通過轉(zhuǎn)子48的旋轉(zhuǎn),側(cè)磁扼44的方向和中心磁扼45的方向被勵(lì)磁為S極,側(cè)磁扼46的方向被勵(lì)磁為N極,通過該磁通變化,在線圈L1上產(chǎn)生由反電動(dòng)勢(shì)引起的感應(yīng)電流。接著該狀態(tài),移至圖7E所示的狀態(tài)。
圖7E表示的是時(shí)刻t5(參照后述的圖8)的步進(jìn)電機(jī)4的狀態(tài)。轉(zhuǎn)子48順時(shí)針旋轉(zhuǎn)大致60度,由于從0度的靜止穩(wěn)定點(diǎn)經(jīng)過,因此開始逆時(shí)針方向的旋轉(zhuǎn)。此時(shí),通過轉(zhuǎn)子48的旋轉(zhuǎn),側(cè)磁扼44的方向和中心磁扼45的方向被勵(lì)磁為N極,側(cè)磁扼46的方向被勵(lì)磁為S極,通過該磁通變化,在線圈L1上產(chǎn)生由反電動(dòng)勢(shì)引起的感應(yīng)電流。由該反電動(dòng)勢(shì)引起的感應(yīng)電流比圖6E的狀態(tài)的由反電動(dòng)勢(shì)引起的感應(yīng)電流小。接著該狀態(tài),移至圖7F所示的狀態(tài)。
圖7F表示的是時(shí)刻t6(參照后述的圖8)的步進(jìn)電機(jī)4的狀態(tài)。轉(zhuǎn)子48在回到0度的靜止穩(wěn)定點(diǎn)以后,再次經(jīng)過,逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)大致45度。此時(shí),通過轉(zhuǎn)子48的旋轉(zhuǎn),側(cè)磁扼44的方向被勵(lì)磁為N極,中心磁扼45的方向和側(cè)磁扼46的方向被勵(lì)磁為S極,通過該磁通變化,在線圈L1上產(chǎn)生由反電動(dòng)勢(shì)引起的感應(yīng)電流。由該反電動(dòng)勢(shì)引起的感應(yīng)電流比圖6F的狀態(tài)的由反電動(dòng)勢(shì)引起的感應(yīng)電流小。接著該狀態(tài),移至圖7G所示的狀態(tài)。
圖7G表示的是時(shí)刻t7(參照后述的圖8)的步進(jìn)電機(jī)4的狀態(tài)。轉(zhuǎn)子48在逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)了大致45度以后,開始順時(shí)針旋轉(zhuǎn)。此時(shí),通過轉(zhuǎn)子48的旋轉(zhuǎn),側(cè)磁扼44的方向被勵(lì)磁為S極,中心磁扼45的方向和側(cè)磁扼46的方向被勵(lì)磁為N極,通過該磁通變化,在線圈L1上產(chǎn)生由反電動(dòng)勢(shì)引起的感應(yīng)電流。由該反電動(dòng)勢(shì)引起的感應(yīng)電流比圖6G的狀態(tài)的由反電動(dòng)勢(shì)引起的感應(yīng)電流小。接著該狀態(tài),移至圖7H所示的狀態(tài)。
圖7H表示的是時(shí)刻t8的步進(jìn)電機(jī)4的狀態(tài)。這里,時(shí)刻t8指的是轉(zhuǎn)子48在0度旋轉(zhuǎn)的靜止穩(wěn)定點(diǎn)停止的時(shí)刻。此時(shí),側(cè)磁扼44、46的方向或中心磁扼45不被勵(lì)磁,不會(huì)在線圈L1上產(chǎn)生由反電動(dòng)勢(shì)引起的感應(yīng)電流。
轉(zhuǎn)子48即使在停止驅(qū)動(dòng)脈沖的施加以后不能到達(dá)旋轉(zhuǎn)了180度的磁穩(wěn)定位置的情況下,也能夠以0度的磁穩(wěn)定位置為中心向正轉(zhuǎn)方向和反轉(zhuǎn)方向雙方擺動(dòng)。在本實(shí)施方式中,轉(zhuǎn)子48不能到達(dá)磁穩(wěn)定位置,在向相反側(cè)搖擺時(shí),對(duì)轉(zhuǎn)子48施以制動(dòng),其后,探測(cè)出在線圈L1上產(chǎn)生的反電動(dòng)勢(shì)。
《比較例》
圖8是比較例的由控制實(shí)現(xiàn)的驅(qū)動(dòng)電路5的波形圖。
該波形圖用同一時(shí)間軸表示接點(diǎn)O1的電壓波形、接點(diǎn)O2的電壓波形、電機(jī)電流波形。在各波形圖的上側(cè),記載的是各期間的名稱。
驅(qū)動(dòng)脈沖期間指的是對(duì)接點(diǎn)O2施加驅(qū)動(dòng)脈沖的期間。時(shí)刻t1是該驅(qū)動(dòng)脈沖期間的起始時(shí)刻,時(shí)刻t2是驅(qū)動(dòng)脈沖期間的大致中間。在該驅(qū)動(dòng)脈沖期間,流過規(guī)定量的電機(jī)電流。
MASK期間指的是屏蔽接點(diǎn)O2的探測(cè)的期間。時(shí)刻t3是該MASK期間的結(jié)束時(shí)刻。
O2探測(cè)期間是指檢測(cè)流向接點(diǎn)O2的探測(cè)的期間。是比時(shí)刻t3靠后的期間。電機(jī)電流在時(shí)刻t3、t4正向流動(dòng),然后在時(shí)刻t5、t6反向流動(dòng),在時(shí)刻t7再次正向流動(dòng)。在時(shí)刻t5、t6附近,在接點(diǎn)O2上產(chǎn)生隨著探測(cè)而來的電壓脈沖。下面,利用圖9對(duì)這些各期間的驅(qū)動(dòng)電路5的動(dòng)作進(jìn)行詳細(xì)說明。
圖9A~D是比較例的由控制實(shí)現(xiàn)的驅(qū)動(dòng)電路5的動(dòng)作說明圖。
圖9A用箭頭表示對(duì)線圈L1進(jìn)行了脈沖驅(qū)動(dòng)時(shí)的電流。
首先,通過驅(qū)動(dòng)脈沖生成電路692(參照?qǐng)D2),開關(guān)元件Tr1、Tr4被切換為接通,其以外的開關(guān)元件全都被斷開。此時(shí),從電源經(jīng)由開關(guān)元件Tr1、線圈L1、開關(guān)元件Tr4流過規(guī)定量的電機(jī)電流。此時(shí),將從接點(diǎn)O2向接點(diǎn)O1流動(dòng)的電流定義為正向。此外,在圖中,將開關(guān)元件的接通記載為“ON”,開關(guān)元件的斷開被記載為“OFF”,或省略記載。
圖9B用箭頭表示在MASK期間流過的電流。
在MASK期間的最初,開關(guān)元件Tr1、Tr4接通。通過電機(jī)控制部69(參照?qǐng)D2),開關(guān)元件Tr1被斷開,然后開關(guān)元件Tr2被切換為接通。因此,開關(guān)元件Tr2、Tr4接通,其以外的開關(guān)元件全都被斷開。在線圈L1上產(chǎn)生基于轉(zhuǎn)子48(參照?qǐng)D3)的正向旋轉(zhuǎn)的由反電動(dòng)勢(shì)引起的感應(yīng)電流,電流從接點(diǎn)O2向接點(diǎn)O1流動(dòng),經(jīng)由開關(guān)元件Tr4、Tr2進(jìn)行環(huán)流。這里,在轉(zhuǎn)子48(參照?qǐng)D3)的旋轉(zhuǎn)方向變成反向時(shí),成為圖9C所示的狀態(tài)。
圖9C用箭頭表示在MASK期間流過的電流。
這里,開關(guān)元件Tr2、Tr4接通,其以外的開關(guān)元件全都被斷開。在線圈L1上產(chǎn)生基于轉(zhuǎn)子48(參照?qǐng)D3)的反向旋轉(zhuǎn)的由反電動(dòng)勢(shì)引起的感應(yīng)電流,電流從接點(diǎn)O1向接點(diǎn)O2流動(dòng),經(jīng)由開關(guān)元件Tr2、Tr4進(jìn)行環(huán)流。
圖9D表示的是O2探測(cè)期間的電流檢測(cè)。
在O2探測(cè)期間的最初,開關(guān)元件Tr2、Tr4接通。通過旋轉(zhuǎn)探測(cè)脈沖生成電路693(參照?qǐng)D2),開關(guān)元件Tr7被切換為接通,然后開關(guān)元件Tr2每隔適當(dāng)短時(shí)間,都被切換為斷開。其以外的開關(guān)元件全都被斷開。圖9D表示的是開關(guān)元件Tr7接通、開關(guān)元件Tr2被斷開的狀態(tài)。
在線圈L1上產(chǎn)生基于轉(zhuǎn)子48(參照?qǐng)D3)的反向旋轉(zhuǎn)的由反電動(dòng)勢(shì)引起的感應(yīng)電流,電流從接點(diǎn)O1向接點(diǎn)O2流動(dòng),經(jīng)由開關(guān)元件Tr7、電阻R1、接地、開關(guān)元件Tr4進(jìn)行環(huán)流。通過由A/D轉(zhuǎn)換器695(參照?qǐng)D2)測(cè)定該電阻R1的端子電壓,能夠測(cè)定反電動(dòng)勢(shì)。
《本實(shí)施方式》
在本實(shí)施方式中,通過在走針用的驅(qū)動(dòng)脈沖之后賦予反電動(dòng)勢(shì)抑制脈沖,能夠抑制轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn),能夠抑制非旋轉(zhuǎn)時(shí)的反電動(dòng)勢(shì)的電平。通過反電動(dòng)勢(shì)抑制脈沖具有多個(gè)脈寬和DUTY、定時(shí),也能夠應(yīng)對(duì)電機(jī)形狀的變更等。
圖10A~D是對(duì)本實(shí)施方式的反電動(dòng)勢(shì)抑制脈沖規(guī)格進(jìn)行說明的圖。各圖都表示接點(diǎn)O2的電壓。
圖10A表示的是未施加反電動(dòng)勢(shì)抑制脈沖時(shí)的接點(diǎn)O2的電壓波形。
首先,對(duì)接點(diǎn)O2施加驅(qū)動(dòng)脈沖。在該圖中,表示的是三個(gè)脈沖。接下來,在MASK期間,通過電機(jī)控制部69(參照?qǐng)D2),開關(guān)元件Tr2被切換為接通,接點(diǎn)O2與接地連接。由此,接點(diǎn)O2成為電壓Vss。
在探測(cè)期間,開關(guān)元件Tr2、Tr4、Tr7(參照?qǐng)D4)被切換為接通,然后通過旋轉(zhuǎn)探測(cè)脈沖生成電路693(參照?qǐng)D2),開關(guān)元件Tr2每隔適當(dāng)短時(shí)間,都被切換為斷開。在該圖中,將開關(guān)元件Tr2被斷開期間表示為“OPEN”。在該“OPEN”期間,如果在電阻R1(參照?qǐng)D9D)上檢測(cè)到規(guī)定的電壓,則判斷為該步進(jìn)電機(jī)4(參照?qǐng)D3)正常旋轉(zhuǎn)。
此外,MASK期間和探測(cè)期間相當(dāng)于用于探測(cè)該步進(jìn)電機(jī)4的旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)探測(cè)期間。
圖10B表示的是施加有一個(gè)反電動(dòng)勢(shì)抑制脈沖時(shí)的接點(diǎn)O2的電壓波形。
驅(qū)動(dòng)脈沖與圖10A所示的情況同樣。接下來,在MASK期間,通過電機(jī)控制部69,開關(guān)元件Tr2被切換為接通,接點(diǎn)O2與接地連接。由此,接點(diǎn)O2成為電壓Vss。在該MASK期間結(jié)束前,施加一個(gè)反電動(dòng)勢(shì)抑制脈沖。由此,在非旋轉(zhuǎn)時(shí),能夠?qū)D(zhuǎn)子48的旋轉(zhuǎn)施以制動(dòng)。
其后,在探測(cè)期間,開關(guān)元件Tr2、Tr4、Tr7(參照?qǐng)D4)被切換為接通,然后在“OPEN”期間,開關(guān)元件Tr2每隔適當(dāng)短時(shí)間,都被切換為斷開。在該“OPEN”期間,如果檢測(cè)到規(guī)定的電壓,則判斷該步進(jìn)電機(jī)4(參照?qǐng)D3)正常旋轉(zhuǎn)。
圖10C表示的是施加有兩個(gè)反電動(dòng)勢(shì)抑制脈沖時(shí)的接點(diǎn)O2的電壓波形。圖10D表示的是施加有三個(gè)反電動(dòng)勢(shì)抑制脈沖時(shí)的接點(diǎn)O2的電壓波形。這兩個(gè)圖除反電動(dòng)勢(shì)抑制脈沖的個(gè)數(shù)發(fā)生變化,且更強(qiáng)地施以制動(dòng)以外,其余與圖10B所示的情況同樣。
圖11是本實(shí)施方式的由控制實(shí)現(xiàn)的驅(qū)動(dòng)電路5的波形圖。
該波形圖與圖8同樣,用同一時(shí)間軸表示接點(diǎn)O1的電壓波形、接點(diǎn)O2的電壓波形、電機(jī)電流波形。此外,這里,用實(shí)線表示圖7A~H所示的在非旋轉(zhuǎn)時(shí)施加反電動(dòng)勢(shì)抑制脈沖時(shí)的波形。用虛線表示圖5A~H所示的旋轉(zhuǎn)時(shí)的波形。
從時(shí)刻t1起,對(duì)接點(diǎn)O2施加驅(qū)動(dòng)脈沖,時(shí)刻t2是驅(qū)動(dòng)脈沖的施加期間的大致中間。
當(dāng)在驅(qū)動(dòng)脈沖結(jié)束后經(jīng)過規(guī)定時(shí)間時(shí),就開始向接點(diǎn)O2流過由反電動(dòng)勢(shì)引起的電流。其后,在時(shí)刻t3,對(duì)接點(diǎn)O2施加反電動(dòng)勢(shì)抑制脈沖。通過該反電動(dòng)勢(shì)抑制脈沖,在非旋轉(zhuǎn)時(shí),對(duì)轉(zhuǎn)子48施以制動(dòng)。
其后,在時(shí)刻t5附近,電機(jī)電流反向流動(dòng),在接點(diǎn)O2呈現(xiàn)旋轉(zhuǎn)探測(cè)脈沖。該旋轉(zhuǎn)探測(cè)脈沖是在測(cè)量向線圈L1流動(dòng)的電流時(shí)呈現(xiàn)的脈沖。此外,因?yàn)樵谶@里轉(zhuǎn)子48不旋轉(zhuǎn),且由時(shí)刻t3的反電動(dòng)勢(shì)抑制脈沖對(duì)轉(zhuǎn)子48施以制動(dòng),所以電流得到抑制,如實(shí)線那樣變小。與此相對(duì),在轉(zhuǎn)子48正在旋轉(zhuǎn)的情況下,即使施加反電動(dòng)勢(shì)抑制脈沖,也會(huì)如虛線所示,成為足夠大的電流值。因此,通過反電動(dòng)勢(shì)抑制脈沖的施加,能夠明確判定轉(zhuǎn)子48有無旋轉(zhuǎn)。
此外,在轉(zhuǎn)子48未旋轉(zhuǎn)時(shí),例如通過對(duì)線圈L1、L2雙方施加驅(qū)動(dòng)脈沖,能夠可靠地使轉(zhuǎn)子48旋轉(zhuǎn)。
圖12A~E是本實(shí)施方式的由控制實(shí)現(xiàn)的驅(qū)動(dòng)電路5的動(dòng)作說明圖。
圖12A與圖9A的比較例同樣,用箭頭表示對(duì)線圈L1進(jìn)行了脈沖驅(qū)動(dòng)時(shí)的電流。
首先,通過驅(qū)動(dòng)脈沖生成電路692(參照?qǐng)D2),開關(guān)元件Tr1、Tr4被切換為接通,其以外的開關(guān)元件全都被斷開。此時(shí),從電源經(jīng)由開關(guān)元件Tr1、線圈L1、開關(guān)元件Tr4流過規(guī)定量的電機(jī)電流(正向)。
圖12B與圖9B的比較例同樣,用箭頭表示在MASK期間流動(dòng)的電流。
在MASK期間的最初,開關(guān)元件Tr1、Tr4接通。通過電機(jī)控制部69(參照?qǐng)D2),開關(guān)元件Tr1被斷開,然后開關(guān)元件Tr2被切換為接通。因而,開關(guān)元件Tr2、Tr4接通,其以外的開關(guān)元件全都被斷開。在線圈L1上產(chǎn)生基于轉(zhuǎn)子48(參照?qǐng)D3)的正向旋轉(zhuǎn)的由反電動(dòng)勢(shì)引起的感應(yīng)電流,電流從接點(diǎn)O2向接點(diǎn)O1流動(dòng),經(jīng)由開關(guān)元件Tr4、Tr2進(jìn)行環(huán)流。在該狀態(tài)下,如圖12C所示,進(jìn)行反電動(dòng)勢(shì)抑制脈沖的施加。
圖12C用箭頭表示對(duì)線圈L1施加有反電動(dòng)勢(shì)抑制脈沖時(shí)的電流。
首先,開關(guān)元件Tr2、Tr4被接通。通過旋轉(zhuǎn)探測(cè)脈沖生成電路693(參照?qǐng)D2),開關(guān)元件Tr2被斷開,然后開關(guān)元件Tr1在適當(dāng)短時(shí)間內(nèi)就被切換為接通。其以外的開關(guān)元件全都被斷開。此時(shí),從電源經(jīng)由開關(guān)元件Tr1、線圈L1、開關(guān)元件Tr4流過電流(正向)。該電流是在非旋轉(zhuǎn)時(shí)對(duì)轉(zhuǎn)子48(參照?qǐng)D3)施以制動(dòng)的反電動(dòng)勢(shì)抑制脈沖。
圖12D與圖9C的比較例同樣,用箭頭表示在MASK期間流動(dòng)的電流。
在該MASK期間的最初,開關(guān)元件Tr4接通。通過電機(jī)控制部69(參照?qǐng)D2),開關(guān)元件Tr2被切換為接通。因而,開關(guān)元件Tr2、Tr4接通,其以外的開關(guān)元件全都被斷開。在線圈L1上產(chǎn)生基于轉(zhuǎn)子48(參照?qǐng)D3)的反向旋轉(zhuǎn)的由反電動(dòng)勢(shì)引起的感應(yīng)電流,電流從接點(diǎn)O1向接點(diǎn)O2流動(dòng),經(jīng)由開關(guān)元件Tr2、Tr4進(jìn)行環(huán)流。
圖12E表示的是O2探測(cè)期間的電流檢測(cè)。
在O2探測(cè)期間的最初,開關(guān)元件Tr2、Tr4接通。通過旋轉(zhuǎn)探測(cè)脈沖生成電路693(參照?qǐng)D2),開關(guān)元件Tr7被切換為接通,然后開關(guān)元件Tr2每隔適當(dāng)短時(shí)間,都被切換為斷開。其以外的開關(guān)元件全都被斷開。該圖12E表示的是開關(guān)元件Tr7接通、開關(guān)元件Tr2被斷開的狀態(tài)。
在線圈L1上產(chǎn)生基于轉(zhuǎn)子48(參照?qǐng)D3)的反向旋轉(zhuǎn)的由反電動(dòng)勢(shì)引起的感應(yīng)電流,電流從接點(diǎn)O1向接點(diǎn)O2流動(dòng),經(jīng)由開關(guān)元件Tr7、電阻R1、接地、開關(guān)元件Tr4進(jìn)行環(huán)流。通過由A/D轉(zhuǎn)換器695(參照?qǐng)D2)測(cè)定該電阻R1的端子電壓,能夠測(cè)定反電動(dòng)勢(shì)。
在本實(shí)施方式中,在驅(qū)動(dòng)脈沖施加后,通過在相對(duì)于非旋轉(zhuǎn)時(shí)的轉(zhuǎn)子48的旋轉(zhuǎn)方向成為制動(dòng)的方向上施加短脈沖,來抑制其旋轉(zhuǎn)速度,而減小其后的反電動(dòng)勢(shì)。由此,能夠相對(duì)于旋轉(zhuǎn)時(shí)的反電動(dòng)勢(shì)減小非旋轉(zhuǎn)時(shí)的反電動(dòng)勢(shì),從而防止在非旋轉(zhuǎn)時(shí)發(fā)生的誤探測(cè)。
根據(jù)本實(shí)施方式,即使在采樣的偏差或高溫時(shí)等,都能夠防止非旋轉(zhuǎn)時(shí)的誤探測(cè)。因而,不管外部條件如何,都能夠進(jìn)行旋轉(zhuǎn)探測(cè),能夠?qū)崿F(xiàn)通常走針時(shí)的低電力消耗化。
《變形例》
在變形例中,在檢測(cè)到正向電流時(shí),對(duì)線圈L1施加反電動(dòng)勢(shì)抑制脈沖。由此,與僅在規(guī)定期間后施加反電動(dòng)勢(shì)抑制脈沖相比,能夠更正確地對(duì)轉(zhuǎn)子48施以制動(dòng)。
圖13是變形例的由控制實(shí)現(xiàn)的驅(qū)動(dòng)電路5的波形圖。
該波形圖與圖8同樣,用同一時(shí)間軸表示接點(diǎn)O1的電壓波形、接點(diǎn)O2的電壓波形、電機(jī)電流波形,且表示各期間的名稱。此外,在這里,用實(shí)線表示如圖7A~H所示的在非旋轉(zhuǎn)時(shí)施加有反電動(dòng)勢(shì)抑制脈沖時(shí)的波形。用虛線表示圖5A~H所示的旋轉(zhuǎn)時(shí)的波形。
從時(shí)刻t1起,對(duì)接點(diǎn)O2施加驅(qū)動(dòng)脈沖,時(shí)刻t2是驅(qū)動(dòng)脈沖的施加期間的大致中間。
驅(qū)動(dòng)脈沖結(jié)束后的規(guī)定時(shí)間是屏蔽期間。此外,在圖中,簡(jiǎn)稱為“Msk”。
其后,在O1探測(cè)期間(簡(jiǎn)稱為“O1”),由反電動(dòng)勢(shì)引起的電機(jī)電流開始流動(dòng),在接點(diǎn)O1上呈現(xiàn)旋轉(zhuǎn)探測(cè)脈沖。在該旋轉(zhuǎn)探測(cè)脈沖達(dá)到規(guī)定值的時(shí)刻t3,對(duì)接點(diǎn)O2施加反電動(dòng)勢(shì)抑制脈沖。通過該反電動(dòng)勢(shì)抑制脈沖,在非旋轉(zhuǎn)時(shí),對(duì)轉(zhuǎn)子48施以制動(dòng)。
其后,在O2探測(cè)期間,在時(shí)刻t5附近,電機(jī)電流反向流動(dòng),在接點(diǎn)O2上呈現(xiàn)旋轉(zhuǎn)探測(cè)脈沖。該旋轉(zhuǎn)探測(cè)脈沖是在測(cè)量向線圈L1流動(dòng)的電流時(shí)呈現(xiàn)的脈沖。此外,在轉(zhuǎn)子48不旋轉(zhuǎn),且由時(shí)刻t3的反電動(dòng)勢(shì)抑制脈沖對(duì)轉(zhuǎn)子48施以制動(dòng)時(shí),電流得到抑制,如實(shí)線那樣變小。與此相對(duì),在轉(zhuǎn)子48旋轉(zhuǎn)的情況下,即使施加有反電動(dòng)勢(shì)抑制脈沖,也如虛線所示,成為足夠大的電流值。因而,通過反電動(dòng)勢(shì)抑制脈沖的施加,能夠明確判定轉(zhuǎn)子48有無旋轉(zhuǎn)。
圖14是變形例的由控制實(shí)現(xiàn)的驅(qū)動(dòng)電路5的動(dòng)作說明圖。
圖14A與圖9A的比較例同樣,用箭頭表示對(duì)線圈L1進(jìn)行了脈沖驅(qū)動(dòng)時(shí)的電流。
首先,通過驅(qū)動(dòng)脈沖生成電路692(參照?qǐng)D2),開關(guān)元件Tr1、Tr4被切換為接通,其以外的開關(guān)元件全都被斷開。此時(shí),從電源經(jīng)由開關(guān)元件Tr1、線圈L1、開關(guān)元件Tr4流過規(guī)定量的電機(jī)電流(正向)。
圖14B與圖9B的比較例同樣,用箭頭表示在MASK期間流動(dòng)的電流。
在MASK期間的最初,開關(guān)元件Tr1、Tr4接通。通過電機(jī)控制部69(參照?qǐng)D2),開關(guān)元件Tr1被斷開,然后開關(guān)元件Tr2被切換為接通。因而,開關(guān)元件Tr2、Tr4接通,其以外的開關(guān)元件全都被斷開。在線圈L1上產(chǎn)生基于轉(zhuǎn)子48(參照?qǐng)D3)的正向旋轉(zhuǎn)的由反電動(dòng)勢(shì)引起的感應(yīng)電流,電流從接點(diǎn)O2向接點(diǎn)O1流動(dòng),經(jīng)由開關(guān)元件Tr4、Tr2進(jìn)行環(huán)流。
圖14C表示的是O1探測(cè)期間的電流檢測(cè)。
在O1探測(cè)期間的最初,開關(guān)元件Tr2、Tr4接通。通過旋轉(zhuǎn)探測(cè)脈沖生成電路693(參照?qǐng)D2),開關(guān)元件Tr8被切換為接通,然后開關(guān)元件Tr4每隔適當(dāng)短時(shí)間,都被切換為斷開。其以外的開關(guān)元件全都被斷開。該圖14C表示的是開關(guān)元件Tr8接通、開關(guān)元件Tr4被斷開的狀態(tài)。
在線圈L1上產(chǎn)生基于轉(zhuǎn)子48(參照?qǐng)D3)的正向旋轉(zhuǎn)的由反電動(dòng)勢(shì)引起的感應(yīng)電流,電流從接點(diǎn)O2向接點(diǎn)O1流動(dòng),經(jīng)由開關(guān)元件Tr7、電阻R1、接地、開關(guān)元件Tr4進(jìn)行環(huán)流。在變形例中,通過由A/D轉(zhuǎn)換器695(參照?qǐng)D2)測(cè)定該電阻R1的端子電壓,能夠測(cè)定反電動(dòng)勢(shì)。當(dāng)步進(jìn)電機(jī)4的負(fù)荷發(fā)生波動(dòng)時(shí),適合對(duì)線圈L1施加反電動(dòng)勢(shì)抑制脈沖的定時(shí)有可能發(fā)生變化。在變形例中,由于一邊測(cè)定反電動(dòng)勢(shì),一邊判定對(duì)線圈L1施加反電動(dòng)勢(shì)抑制脈沖的定時(shí),因此能夠以最佳定時(shí)施加反電動(dòng)勢(shì)抑制脈沖。
圖14D與圖12B的情況同樣,用箭頭表示在線圈L1上施加有反電動(dòng)勢(shì)抑制脈沖時(shí)的電流。
首先,開關(guān)元件Tr2、Tr4被接通。通過旋轉(zhuǎn)探測(cè)脈沖生成電路693(參照?qǐng)D2),開關(guān)元件Tr2被斷開,然后開關(guān)元件Tr1在適當(dāng)短時(shí)間內(nèi)就被切換為接通。其以外的開關(guān)元件全都被斷開。此時(shí),從電源經(jīng)由開關(guān)元件Tr1、線圈L1、開關(guān)元件Tr4流過電流(正向)。該電流是對(duì)轉(zhuǎn)子48(參照?qǐng)D3)施以制動(dòng)的反電動(dòng)勢(shì)抑制脈沖。
圖14E與圖9C的比較例同樣,用箭頭表示在MASK期間流動(dòng)的電流。
在該MASK期間的最初,開關(guān)元件Tr4接通。通過電機(jī)控制部69(參照?qǐng)D2),開關(guān)元件Tr2被切換為接通。其以外的開關(guān)元件全都被斷開。在線圈L1上產(chǎn)生基于轉(zhuǎn)子48(參照?qǐng)D3)的反向旋轉(zhuǎn)的由反電動(dòng)勢(shì)引起的感應(yīng)電流,電流從接點(diǎn)O1向接點(diǎn)O2流動(dòng),經(jīng)由開關(guān)元件Tr2、Tr4進(jìn)行環(huán)流。
圖14F與圖12E的情況同樣,表示的是O2探測(cè)期間的電流檢測(cè)。
在O2探測(cè)期間的最初,開關(guān)元件Tr2、Tr4接通。通過旋轉(zhuǎn)探測(cè)脈沖生成電路693(參照?qǐng)D2),開關(guān)元件Tr7被切換為接通,然后開關(guān)元件Tr2每隔適當(dāng)短時(shí)間,都被切換為斷開。其以外的開關(guān)元件全都被斷開。該圖14E表示的是開關(guān)元件Tr2被斷開的狀態(tài)。
在線圈L1上產(chǎn)生基于轉(zhuǎn)子48(參照?qǐng)D3)的反向旋轉(zhuǎn)的由反電動(dòng)勢(shì)引起的感應(yīng)電流,電流從接點(diǎn)O1向接點(diǎn)O2流動(dòng),經(jīng)由開關(guān)元件Tr7、電阻R1、接地、開關(guān)元件Tr4進(jìn)行環(huán)流。通過由A/D轉(zhuǎn)換器695(參照?qǐng)D2)測(cè)定該電阻R1的端子電壓,能夠測(cè)定反電動(dòng)勢(shì)。
(其他變形例)
本發(fā)明不局限于上述實(shí)施方式或上述變形例,在不脫離本發(fā)明精神的范圍內(nèi),可實(shí)施變更,例如,具有以下(a)~(c)那樣的例子。
(a)在上述實(shí)施方式或上述變形例中,作為步進(jìn)電機(jī)4,記載的是使用雙核電機(jī)的情況,但不局限于此,也可以應(yīng)用于使用一個(gè)線圈的電機(jī)。
(b)在上述實(shí)施方式或上述變形例中,設(shè)為搭載于電子表1的電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置進(jìn)行了說明,但不局限于此,也可以搭載于任意裝置。
(c)在上述實(shí)施方式中,施加有反電動(dòng)勢(shì)抑制脈沖來代替旋轉(zhuǎn)探測(cè)脈沖的“OPEN”期間,但不局限于此。