步进马达控制装置、钟表和步进马达控制方法

文档序号:786425 发布日期:2021-04-09 浏览:33次 >En<

阅读说明:本技术 步进马达控制装置、钟表和步进马达控制方法 (Stepping motor control device, timepiece, and stepping motor control method ) 是由 奥村朗人 山本幸祐 小笠原健治 井桥朋宽 于 2020-09-24 设计创作,主要内容包括:本发明进行能量效率好的步进马达控制。步进马达控制装置通过施加通常驱动脉冲或具有比前述通常驱动脉冲更大的能量的固定脉冲,从而使步进马达驱动。该步进马达控制装置具备:判定部,其基于在前述通常驱动脉冲之前施加至前述步进马达的脉冲是否为前述固定脉冲,判定是否将消磁脉冲附加至前述通常驱动脉冲,该消磁脉冲抵消在施加前述固定脉冲时产生于前述步进马达的定子中的残留磁通;和驱动控制部,其基于前述判定部所判定的结果,通过附加了前述消磁脉冲的前述通常驱动脉冲来驱动前述步进马达。(The invention performs stepping motor control with good energy efficiency. The stepping motor control means drives the stepping motor by applying a normal drive pulse or a fixed pulse having a larger energy than the aforementioned normal drive pulse. The stepping motor control device is provided with: a determination unit that determines whether or not a degaussing pulse that cancels a residual magnetic flux generated in a stator of the stepping motor when the fixed pulse is applied is added to the normal drive pulse, based on whether or not a pulse applied to the stepping motor before the normal drive pulse is the fixed pulse; and a drive control unit that drives the stepping motor by the normal drive pulse to which the degaussing pulse is added, based on a result determined by the determination unit.)

步进马达控制装置、钟表和步进马达控制方法

技术领域

本发明的实施方式涉及步进马达控制装置、钟表和步进马达控制方法。

背景技术

一直以来,在用于钟表的指针驱动等的步进马达的控制方法中,存在如下的技术:通过检测转子的旋转后的感应电压,从而检测到无论是否将能量赋予步进马达,转子都不旋转。在现有技术中,在检测到转子不旋转的情况下,进一步对步进马达施加修正驱动脉冲,从而进行走针。可是,在修正驱动脉冲导致的走针后的走针中,为了对由于施加修正驱动脉冲而导致的残留磁力进行消磁,消耗了所赋予的能量的一部分。因此,存在能够用于走针的能量减少的问题。

为了解决这样的问题,已知如下的技术:使在修正驱动后赋予步进马达的能量比在未在修正驱动后的情况下赋予步进马达的能量更大(例如,参照专利文献1)。

在先技术文献

专利文献

专利文献1:日本特开2006-226927号公报。

发明内容

发明要解决的课题

由于修正驱动脉冲的能量大,因而依据如专利文献1所记载的现有技术,为了对由修正驱动脉冲产生的残留磁力进行消磁,有必要赋予更大的能量。因此,如专利文献1所记载的现有技术浪费能量。即,依据现有技术的步进马达的控制方法存在能量效率差的问题。

本发明的实施方式是鉴于这样的状况而作出的,其目的之一是提供能量效率好的步进马达控制装置、钟表和步进马达控制方法。

用于解决课题的方案

本发明的一个方式所涉及的步进马达控制装置通过施加通常驱动脉冲或具有比前述通常驱动脉冲更大的能量的固定脉冲而使步进马达驱动,该步进马达具备设有转子用贯通孔的定子、可旋转地配设于前述转子用贯通孔内的转子、以及设于前述定子的线圈。该步进马达控制装置具备:判定部,其基于在前述通常驱动脉冲之前施加至前述步进马达的脉冲是否为前述固定脉冲,判定是否将消磁脉冲附加至前述通常驱动脉冲,该消磁脉冲抵消在施加前述固定脉冲时产生于前述定子中的残留磁通;和驱动控制部,其基于前述判定部的判定结果,通过附加了前述消磁脉冲的前述通常驱动脉冲来驱动前述步进马达。

另外,在本发明的一个方式所涉及的步进马达控制装置中,在前述判定部判定为在前述通常驱动脉冲之前施加至前述步进马达的脉冲是前述固定脉冲的情况下,前述驱动控制部通过附加了前述消磁脉冲的前述通常驱动脉冲来驱动前述步进马达。

另外,在本发明的一个方式所涉及的步进马达控制装置中,前述固定脉冲的一个周期中的接通时间比前述通常驱动脉冲的接通时间更长。

另外,在本发明的一个方式所涉及的步进马达控制装置中,使指针走针既定角度的前述通常驱动脉冲的周期与前述固定脉冲的周期一致。

另外,在本发明的一个方式所涉及的步进马达控制装置中,前述固定脉冲的周期比前述通常驱动脉冲的周期更短。

另外,本发明的一个方式所涉及的步进马达控制装置还具备运算部,该运算部基于在前述通常驱动脉冲之前施加的前述固定脉冲的能量而确定前述消磁脉冲的能量,前述驱动控制部将具有前述运算部所确定的能量的前述消磁脉冲附加至施加了前述固定脉冲的下一个前述通常驱动脉冲。

另外,在本发明的一个方式所涉及的步进马达控制装置中,前述运算部将基于在前述通常驱动脉冲之前施加的前述固定脉冲的能量的能量的前述消磁脉冲附加至前述通常驱动脉冲,将比前述消磁脉冲更小的能量的第二消磁脉冲进一步附加至下一个前述通常驱动脉冲。

另外,在本发明的一个方式所涉及的步进马达控制装置中,前述运算部基于在前述通常驱动脉冲之前施加的前述固定脉冲的能量而确定前述消磁脉冲的电压值。

另外,本发明的一个方式所涉及的步进马达控制装置通过施加通常驱动脉冲或具有比前述通常驱动脉冲更大的能量的固定脉冲而使步进马达驱动,该步进马达具备设有转子用贯通孔的定子、可旋转地配设于前述转子用贯通孔内的转子、以及设于前述定子的线圈。该步进马达控制装置具备:驱动电压判定部,其基于在前述通常驱动脉冲之前施加至前述步进马达的脉冲是否为前述固定脉冲,判定前述通常驱动脉冲的电压;和驱动控制部,其基于前述驱动电压判定部的判定结果,通过前述通常驱动脉冲来驱动前述步进马达。

本发明的一个方式所涉及的钟表具备上述的步进马达控制装置。

本发明的一个方式所涉及的步进马达控制方法是通过施加通常驱动脉冲或具有比前述通常驱动脉冲更大的能量的固定脉冲而使步进马达驱动的步进马达控制方法,该步进马达具备设有转子用贯通孔的定子、可旋转地配设于前述转子用贯通孔内的转子、以及设于前述定子的线圈。该步进马达控制方法基于在前述通常驱动脉冲之前施加至前述步进马达的脉冲是否为前述固定脉冲,判定是否将消磁脉冲附加至前述通常驱动脉冲,该消磁脉冲抵消在施加前述固定脉冲时产生于前述定子中的残留磁通,并基于前述判定部的判定结果,通过附加了前述消磁脉冲的前述通常驱动脉冲来驱动前述步进马达。

发明的效果

依据本发明的实施方式,能够提供能量效率好的步进马达控制装置、钟表和步进马达控制方法。

附图说明

图1是示出实施方式中的钟表的构成的一个示例的图。

图2是示出实施方式中的指针驱动部的构成的一个示例的图。

图3是示出实施方式中的通常驱动脉冲的一个示例的图。

图4是示出实施方式中的固定脉冲的一个示例的图。

图5是示出在实施方式中的通常驱动脉冲导致的走针后,将通常驱动脉冲供给至步进马达时,流动于线圈的电流值的一个示例的图。

图6是示出在实施方式中的固定脉冲导致的走针后,将通常驱动脉冲供给至步进马达时,流动于线圈的电流值的一个示例的图。

图7是按照时序示出在实施方式中的通常驱动脉冲导致的走针后,将通常驱动脉冲供给至步进马达时的转子的旋转的形态的一个示例的图。

图8是按照时序示出在实施方式中的固定脉冲导致的走针后,将通常驱动脉冲供给至步进马达时的转子的旋转的形态的一个示例的图。

图9是示出实施方式中的步进马达驱动控制的一系列动作的一个示例的图。

图10是示出另一实施方式中的钟表的构成的一个示例的图。

图11A是示出按顺序施加实施方式中的通常驱动脉冲和固定脉冲中的各个的情况下的一个示例的图。

图11B是示出按顺序施加实施方式中的通常驱动脉冲和固定脉冲中的各个的情况下的一个示例的图。

图11C是示出按顺序施加实施方式中的通常驱动脉冲和固定脉冲中的各个的情况下的一个示例的图。

图11D是示出按顺序施加实施方式中的通常驱动脉冲和固定脉冲中的各个的情况下的一个示例的图。

具体实施方式

参照附图,同时对实施方式所涉及的钟表的示例进行说明。

图1是示出实施方式所涉及的钟表1的构成的一个示例的图。

[钟表1的功能构成]

钟表1具备指针驱动部110、钟表外壳152、模拟显示部153、机芯154、以及指针155。

钟表外壳152是收纳指针驱动部110、模拟显示部153、机芯154以及指针155的壳体。指针驱动部110被包括在机芯154内。

模拟显示部153是刻画有刻度的文字盘。机芯154包括用于使钟表1的各部分驱动的机械式机构。指针155包括时针、分针、秒针、其它针。

指针驱动部110具备步进马达控制装置100和步进马达151。步进马达控制装置100具备振荡电路101、分频电路102、控制电路103、判定部51、驱动控制部52、运算部53、以及马达驱动电路106。

振荡电路101使具有既定频率的信号产生,将产生的信号发送至分频电路102。分频电路102将从振荡电路101接收的信号分频而使成为计时基准的钟表信号产生,将产生的钟表信号发送至控制电路103。控制电路103基于从分频电路102接收的钟表信号等而将控制信号发送至钟表1的各部分,控制钟表1的各部分的动作。

判定部51基于从控制电路103接收并驱动步进马达151的控制信号、和驱动前次步进马达151的前次控制信号,判定是否对驱动脉冲进行修正。具体地,判定部51具备前次驱动脉冲存储部510。驱动前次步进马达151的前次驱动脉冲的信息被存储于前次驱动脉冲存储部510中。判定部51比较前次驱动脉冲的信息和从控制电路103接收的控制信号,判定是否对驱动脉冲进行修正。判定部51将与是否对驱动脉冲进行修正有关的信息发送至驱动控制部52。判定部51将驱动脉冲的信息保存于前次驱动脉冲存储部510中。

在判定部51判定对驱动脉冲进行修正的情况下,运算部53运算该修正的能量。运算部53将与所运算的修正的能量有关的信息发送至驱动控制部52。此外,在该一个示例中,运算部53说明为配备于步进马达控制装置100,但运算部53也可以构成为被包括在判定部51中。驱动控制部52从控制电路103接收控制信号,从判定部51接收与是否对驱动脉冲进行修正有关的信息,从运算部53接收与修正的能量有关的信息。驱动控制部52基于这些接收的信息,使马达驱动电路106驱动步进马达151。

马达驱动电路106由多个开关元件(未图示)构成。在该一个示例中,开关元件是指P沟道的MOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor,金属氧化物半导体场效应晶体管)、或N沟道的MOSFET。马达驱动电路106根据马达驱动电路106所具备的多个开关元件的连接状态来驱动步进马达151。多个开关元件的连接状态由驱动控制部52控制。步进马达151根据步进马达控制装置100所输出的驱动脉冲而经由机芯154使指针155走针。

图2是示出实施方式中的指针驱动部110的构成的一个示例的图。指针驱动部110具备步进马达151和步进马达控制装置100。

[步进马达151的构成]

步进马达151具备定子201、转子202、转子容纳用贯通孔203、内凹口204、内凹口205、外凹口206、外凹口207、磁芯208以及线圈209。以下,也将转子容纳用贯通孔203记载为转子用贯通孔。

磁芯208是由磁性材料制成的部件,与定子201的两端接合。线圈209缠绕于磁芯208。线圈209的一端连接至端子输出1,线圈209的另一端连接至端子输出2。线圈209自身流动有驱动电流i,从而使磁通产生。定子201是由磁性材料制成的部件。定子201将线圈209产生的磁通赋予转子202。

转子202形成为圆柱状,以能够相对于形成于定子201的转子容纳用贯通孔203旋转的状态插入。即,步进马达151具备设有转子容纳用贯通孔203的定子201、可旋转地配设于转子容纳用贯通孔203内的转子202、以及设于定子201的线圈209。另外,转子202由于被磁化而具有N极和S极。在以下的说明中,也将从转子202的S极朝向N极的轴称为磁极轴A,将从磁极轴A的S极朝向N极的方向称为磁极轴A的正方向(或简称为磁极轴A的方向)。转子202通过沿正转方向旋转而经由轮系使指针155顺时针转地旋转,通过沿反转方向旋转而经由轮系使指针155逆时针转地旋转。即,转子202沿使指针155顺时针转地旋转的正转方向、和使指针155沿作为与正转方向相反的方向的反转方向旋转的反转方向旋转。

内凹口204和内凹口205是在转子容纳用贯通孔203的壁面形成的切口,确定转子202相对于定子201的停止位置。即,例如如图2所示,在线圈209未被励磁的情况下,转子202静止于磁极轴与将内凹口204和内凹口205连结的线段正交的位置处。

外凹口206是弯曲的形成于定子201外侧的切口,外凹口207是弯曲的形成于定子201内侧的切口。在外凹口206与转子容纳用贯通孔203之间形成有可饱和部210,在外凹口207与转子容纳用贯通孔203之间形成有可饱和部211。

可饱和部210和可饱和部211是如下的部分:并非通过转子202的磁通而磁饱和,而是在线圈209被励磁时磁饱和,磁阻变大。

[步进马达151的驱动的一个示例]

马达驱动电路106将驱动脉冲施加至线圈209的端子(第一端子输出1和第二端子输出2)之间,从而使驱动电流i产生于线圈209。步进马达控制装置100根据转子202的停止位置处的磁极轴A的方向,使流动于线圈209的驱动电流i的方向反转,从而使转子202沿一定的方向(例如,正转方向)旋转。

作为一个示例,对转子202沿正转方向旋转的形态进行说明。如果步进马达控制装置100将驱动脉冲供给至线圈209的第一端子输出1与第二端子输出2之间,则在定子201中产生磁通。由此,可饱和部210和可饱和部211饱和,可饱和部210和可饱和部211的磁阻变大。随后,通过在定子201中产生的磁极与转子202的磁极的相互作用,转子202从图2的位置逆时针转地旋转180度,稳定地停止。通过该约180度的旋转,钟表1的指针155能够移动规定量(一刻度程度)。有时候也将该规定量的动作称为一步。为了成为该规定量的动作,在转子202与指针155之间,适当配置有具备恰当的减速比的轮系。在本实施方式的一个示例中,通过一步的动作,指针155移动1秒程度。

在转子202处于图2的状态的情况下,如果步进马达控制装置100将驱动脉冲供给至线圈209的第一端子输出1与第二端子输出2之间,则电流流动于线圈209。在该一个示例中,在施加第一端子输出1为高电位且第二端子输出2为低电位(以下,记载为正方向)的脉冲的情况下,电流沿电流i的方向流动。如果电流流动于线圈209,则在定子201中产生磁通。通过该磁通,转子202自图2的状态起逆时针转地旋转大致180度,稳定地停止。另外,在转子202处于自图2的状态起旋转大致180度的状态的情况下,步进马达控制装置100在施加第一端子输出1为低电位且第二端子输出2为高电位(以下,记载为负方向)的脉冲的情况下,在定子201中产生与施加正方向的脉冲的情况相反的方向的磁通。由此,可饱和部210和可饱和部211首先饱和,随后通过在定子201中产生的磁极与转子202的磁极的相互作用,转子202进一步逆时针转地旋转大致180度,稳定地停止。此时,转子202恢复至图2的状态。如此,对线圈209供给极性不同的信号(交变信号),从而转子202连续地逆时针转地各旋转大致180度。

在本实施方式中,步进马达控制装置100通过驱动脉冲来驱动步进马达151。在该一个示例中,在驱动脉冲中存在通过一步的动作而指针155移动1秒程度的通常驱动脉冲NP、和除了通常驱动脉冲NP以外的固定脉冲FP。在此,对通常驱动脉冲NP和固定脉冲FP进行说明。

[通常驱动脉冲NP]

图3是示出实施方式中的通常驱动脉冲NP的一个示例的图。图3示出线圈209的第一端子输出1的电位和第二端子输出2的电位的时间变化。在该图中,横轴表示时间,纵轴表示第一端子输出1和第二端子输出2的电位。在该图中,以高电位H和低电位L的两个值表示第一端子输出1和第二端子输出2的电位。

在时刻t1以前,第一端子输出1的电位是高电位H,第二端子输出2的电位是高电位H。在该状态下,线圈209的两个端子之间(第一端子输出1与第二端子输出2之间)被控制成相同电位,因而电流不流动于线圈209。步进马达控制装置100在t1将第一端子输出1控制成低电位L。如果第一端子输出1被控制成低电位L,则在线圈209的两个端子之间产生电位差,因而电流流动于线圈209。如果电流流动于线圈209,则在定子201中如上所述地产生磁通,转子202开始旋转。步进马达控制装置100在经过接通时间tON1之后,将第一端子输出1控制成高电位H。另外,步进马达控制装置100在经过断开时间tOFF1之后,再次将第一端子输出1控制成低电位L。即,步进马达控制装置100将第一端子输出1交替地控制(斩波控制)成高电位H和低电位L的状态,从而使转子202旋转。将接通时间tON1与断开时间tOFF1之和记载为斩波周期tW1

在通常驱动脉冲NP中,步进马达控制装置100赋予步进马达151的能量由接通时间tON1相对于斩波周期tW1的比率(以下,记载为占空比)和施加的脉冲数控制。即,通常驱动脉冲NP是为了使转子202旋转大致180度,步进马达控制装置100施加至线圈209的斩波脉冲。例如,通常驱动脉冲NP是在0.5ms(毫秒)周期、50%(百分率)的占空比下具有5个脉冲的斩波脉冲。

通常驱动脉冲NP是为了使指针走针既定角度而施加的。例如,在步进马达控制装置100驱动指针155(例如秒针)的情况下,步进马达控制装置100每1秒将通常驱动脉冲NP施加至步进马达151。在该情况下,时刻t1至时刻t3的期间是1秒,在时刻t1至时刻t2之间,步进马达控制装置100将通常驱动脉冲NP施加至线圈209,接下来在时刻t3至时刻t4之间,步进马达控制装置100将通常驱动脉冲NP施加至线圈209。

[固定脉冲FP]

图4是示出实施方式中的固定脉冲FP的一个示例的图。固定脉冲FP是在使指针155快进正转的情况或使指针155反转的情况等中使用的驱动脉冲。在该一个示例中,固定脉冲FP的接通时间tON2比通常驱动脉冲NP的接通时间tON1更长。即,固定脉冲FP以比通常驱动脉冲NP更大的能量驱动步进马达151。

固定脉冲FP的周期也可以与通常驱动脉冲NP的周期不同。例如,在快进正转的情况下,固定脉冲FP的周期比通常驱动脉冲NP更短。在进行快进正转的情况下,时刻t1至时刻t3的期间比1秒更短。因此,固定脉冲FP的周期也可以比通常驱动脉冲NP的周期更短。另外,在除了快进正转以外的情况下,固定脉冲FP的周期也可以与通常驱动脉冲NP的周期一致。

另外,固定脉冲FP可以进行斩波驱动,也可以不进行斩波驱动。在该一个示例中,固定脉冲FP的接通时间tON2与通常驱动脉冲NP的接通时间tON1相比而更大,随后进行斩波驱动。然而,固定脉冲FP也在不进行斩波驱动的情况下考虑。在该一个示例中,固定脉冲FP广泛地包括例如使转子202反转驱动的脉冲等那样的除了通常驱动脉冲NP以外的驱动脉冲。

[消磁脉冲DP]

如上所述,步进马达控制装置100将驱动脉冲施加至步进马达151。固定脉冲FP的能量比通常驱动脉冲NP的能量更大。在固定脉冲FP中,使比通常驱动脉冲NP更大的电流流动于线圈209,因而在定子201中产生的磁场也大。在步进马达控制装置100将驱动脉冲施加至步进马达151的情况下,施加的能量越大,残留于定子201的可饱和部210和可饱和部211的磁通(残留磁通)变得越大。因此,由于固定脉冲FP的能量比通常驱动脉冲NP更大,因而与施加通常驱动脉冲NP的情况相比,施加固定脉冲FP的情况下,残留磁通更多地残存。

在通过施加固定脉冲FP而残留磁通残存于可饱和部210和可饱和部211的情况下,该残留磁通抵消由紧接着固定脉冲FP施加的驱动脉冲产生的磁通。因此,步进马达控制装置100为了使转子202旋转,不得不将用于抵消残留磁通的能量和用于使转子202旋转的能量赋予线圈209。消磁脉冲DP是为了抵消残留磁通而施加至线圈209的脉冲。在本实施方式中,通过附加消磁脉冲DP而修正驱动脉冲。

消磁脉冲DP的附加意味着对通常驱动脉冲NP附加用于抵消残留磁通的能量。例如,对通常驱动脉冲NP进一步附加脉冲,从而在通常驱动脉冲NP中附加用于抵消残留磁通的能量。此外,也可以通过提高通常驱动脉冲的电压而附加消磁脉冲DP。另外,也可以通过增大通常驱动脉冲的脉冲宽度而附加消磁脉冲DP。

图5是示出在实施方式中的通常驱动脉冲NP导致的走针后,将通常驱动脉冲NP供给至步进马达151时,流动于线圈209的电流值的一个示例的图。在该图中,示出图3所示的从时刻t1至时刻t2的线圈209的第一端子输出1的电位和流动于线圈209的电流的值。在该一个示例中,在施加通常驱动脉冲NP之前(即,在时刻t1以前)施加的驱动脉冲是通常驱动脉冲NP。因此,该图所示的流动于线圈209的电流的值是在残留磁通没有残存于定子201的情况下,流动于线圈209的电流。

图6是示出在实施方式中的固定脉冲FP导致的走针后,将通常驱动脉冲NP供给至步进马达151时,流动于线圈209的电流值的一个示例的图。在该图中,示出图3所示的从时刻t1至时刻t2的线圈209的第一端子输出1的电位和流动于线圈209的电流的值。在该一个示例中,在施加通常驱动脉冲NP之前(即,在时刻t1以前)施加的驱动脉冲是固定脉冲FP。因此,残留磁通残存于该图所示的线圈209的特别是可饱和部210和可饱和部211。在该情况下,流动于线圈209的电流与残留磁通没有残存的情况(即,图5中的电流i)相比而更小。具体地,时刻t1的通常驱动脉冲NP的第一个脉冲用作用于产生残留磁通的消磁脉冲DP,应当流动于线圈209的电流未充分地流动。由此,步进马达控制装置100有时候产生如下的问题:不能够赋予转子202的旋转所必需的能量。

[在通常驱动脉冲NP导致的走针后,将通常驱动脉冲NP供给至步进马达151时,在定子201中产生的磁通和转子202的旋转]

图7是按照时序示出在实施方式中的通常驱动脉冲NP导致的走针后,将通常驱动脉冲NP供给至步进马达151时的转子202的旋转的形态的一个示例的图。在施加通常驱动脉冲NP的情况下,在定子201中产生如图中的箭头所示的磁通M(A)。随后,如果可饱和部210、211饱和,可饱和部210、211的磁阻变大,则在定子201中产生的磁极与转子202的磁极相互作用(B),转子202逆时针转地旋转,在旋转大致180度的状态下停止(C)。在该情况下,在可饱和部210和可饱和部211中产生残留磁通RM(C),但该大小是能够无视的程度的大小。

接着,反向地施加通常驱动脉冲NP(D)。在该情况下,由于残留磁通RM是能够无视的程度的残留磁通,因而未对由通常驱动脉冲NP产生的磁场M的大小造成影响(或者为能够无视的影响)。因此,产生如图中的箭头所示的磁场M(E)。随后,如果可饱和部210、211饱和,可饱和部210、211的磁阻变大,则在定子201中产生的磁极与转子202的磁极相互作用(F),转子202逆时针转地旋转,在旋转大致180度的状态下停止(G)。

[在固定脉冲FP导致的走针后,将通常驱动脉冲NP供给至步进马达151时,在定子201中产生的磁通和转子202的旋转]

图8是按照时序示出在实施方式中的固定脉冲FP导致的走针后,将通常驱动脉冲NP供给至步进马达151时的转子202的旋转的形态的一个示例的图。在施加固定脉冲FP的情况下,在定子201中产生如图中的箭头所示的磁通M(A)。随后,如果可饱和部210、211饱和,可饱和部210、211的磁阻变大,则在定子201中产生的磁极与转子202的磁极相互作用(B),转子202逆时针转地旋转,在旋转大致180度的状态(即,图8(C)所示的状态)下停止(C)。在该情况下,由于固定脉冲FP导致的能量比通常驱动脉冲NP导致的能量更大,因而在可饱和部210和可饱和部211中产生残留磁通RM(C)。

接着,反向地施加通常驱动脉冲NP(D)。在该情况下,由于在可饱和部210和可饱和部211中产生残留磁通RM,因而由通常驱动脉冲NP产生的磁场M通过残留磁通RM而抵消(E)。因此,由通常驱动脉冲NP产生的磁场M的大小不具备足以使转子202旋转的能量。即,通常驱动脉冲NP赋予使转子202逆时针转地旋转的力(F),但该力未大至转子202旋转大致180度的程度。其结果是,在施加通常驱动脉冲NP之后,转子202不能够旋转大致180度,在赋予通常驱动脉冲NP之前的状态((C)的状态)下停止(G)。

步进马达控制装置100基于在通常驱动脉冲NP之前施加的驱动脉冲是通常驱动脉冲NP还是固定脉冲FP,判定是否将消磁脉冲DP附加至通常驱动脉冲NP。图9是示出实施方式中的步进马达驱动控制的一系列动作的一个示例的图。

[附加消磁脉冲DP的情况的判定]

(步骤S10) 控制电路103将与下一个驱动脉冲有关的信息发送至判定部51和驱动控制部52。判定部51判定与下一个驱动脉冲有关的信息是否为固定脉冲FP。在下一个驱动脉冲不是固定脉冲FP的情况下(即,步骤S10;否),判定部51使处理前进至步骤S12。在下一个驱动脉冲是固定脉冲FP的情况下(即,步骤S10;是),判定部51使处理前进至步骤S18。

(步骤S12) 判定部51判定上一个驱动脉冲是否为固定脉冲FP。具体地,判定部51判定存储于前次驱动脉冲存储部510的前次驱动脉冲的信息是通常驱动脉冲NP还是固定脉冲FP。判定部51将判定的结果发送至驱动控制部52。在上一个驱动脉冲不是固定脉冲FP的情况下(即,步骤S12;否),判定部51使处理前进至步骤S17。在上一个驱动脉冲的信息是固定脉冲FP的情况下(即,步骤S12;是),使处理前进至步骤S14。

(步骤S14) 驱动控制部52基于从判定部51接收的信息而附加消磁脉冲DP。在该一个示例中,在从判定部51接收的信息表示上一个驱动脉冲是固定脉冲FP的情况下,驱动控制部52将既定的消磁脉冲DP附加至通常驱动脉冲NP。此外,运算部53也可以计算此时附加的消磁脉冲DP的能量。在此情况下,即,运算部53基于在通常驱动脉冲NP之前施加的固定脉冲FP的能量而确定消磁脉冲DP的能量。另外,驱动控制部52将运算部53所确定的消磁脉冲DP附加至施加固定脉冲FP的下一个通常驱动脉冲NP。

此外,对一个通常驱动脉冲NP附加的消磁脉冲也可以是多个。在此情况下,运算部53也可以阶段性地减小所附加的消磁脉冲DP的大小。例如,也可以构成为对固定脉冲FP的下一个通常驱动脉冲NP附加消磁脉冲DP,进而对下一个通常驱动脉冲NP附加更小的消磁脉冲DP。

即,在此情况下,运算部53将基于在通常驱动脉冲NP之前施加的固定脉冲FP的能量的能量的消磁脉冲DP附加至通常驱动脉冲NP,将比消磁脉冲DP更小的能量的第二消磁脉冲DP进一步附加至下一个通常驱动脉冲NP。

另外,消磁脉冲DP的能量由脉冲的电压、脉冲的占空比或脉冲的接通时间的长度确定。例如,在通过电压控制消磁脉冲DP的能量的情况下,运算部53也可以基于在通常驱动脉冲NP之前施加的固定脉冲FP的能量而确定消磁脉冲DP的电压值。在此情况下,也可以具备驱动电压判定部51’(图10),其基于在通常驱动脉冲NP之前施加的脉冲是否为固定脉冲FP而判定通常驱动脉冲NP的电压。即,驱动电压判定部51’基于在通常驱动脉冲NP之前施加的脉冲是否为固定脉冲FP,判定提高通常驱动脉冲NP的电压,或将通常驱动脉冲NP的电压按其原样维持。此外,图10是示出本发明的另一实施方式中的钟表的构成的一个示例的图。图10所示的驱动电压判定部51’除了判定是否提高通常驱动脉冲NP的电压以外,都与判定部51同样地起作用。

(步骤S16) 驱动控制部52通过消磁脉冲DP和通常驱动脉冲NP使马达驱动电路106驱动步进马达151,结束处理。

(步骤S17) 驱动控制部52通过通常驱动脉冲NP使马达驱动电路106驱动步进马达151,结束处理。

(步骤S18) 驱动控制部52通过固定脉冲FP使马达驱动电路106驱动步进马达151,结束处理。

驱动控制部52选择性地施加通常驱动脉冲NP、固定脉冲FP、或者消磁脉冲DP和通常驱动脉冲NP。即,驱动控制部52基于判定部51所判定的结果,通过通常驱动脉冲NP或固定脉冲FP来驱动步进马达151。

图11A至图11D中的各个是示出按顺序施加实施方式中的通常驱动脉冲NP和固定脉冲FP中的各个的情况的一个示例的图。

图11A示出在通常驱动脉冲NP之后施加通常驱动脉冲NP的情况。说明该情况下的时刻t3的处理。控制电路103中,由于下一个驱动脉冲不是固定脉冲FP(即,图9中的步骤S10;否),上一个脉冲不是固定脉冲FP(即,图9中的步骤S12;否),因而驱动控制部52使通常驱动脉冲NP输出至马达驱动电路106,从而使步进马达151驱动(即,图9中的步骤S17)。

图11B示出在固定脉冲FP之后施加固定脉冲FP的情况。说明该情况下的时刻t3的处理。控制电路103中,由于下一个驱动脉冲是固定脉冲FP(即,图9中的步骤S10;是),因而驱动控制部52使固定脉冲FP输出至马达驱动电路106,从而使步进马达151驱动(即,图9中的步骤S18)。

图11C示出在通常驱动脉冲NP之后施加固定脉冲FP的情况。说明该情况下的时刻t3的处理。控制电路103中,由于下一个驱动脉冲是固定脉冲FP(即,图9中的步骤S10;是),因而驱动控制部52使固定脉冲FP输出至马达驱动电路106,从而使步进马达151驱动(即,图9中的步骤S18)。

图11D示出在固定脉冲FP之后施加通常驱动脉冲NP的情况。说明该情况下的时刻t3的处理。控制电路103中,由于下一个驱动脉冲不是固定脉冲FP(即,图9中的步骤S10;否),上一个脉冲是固定脉冲FP(即,图9中的步骤S12;是),因而驱动控制部52对通常驱动脉冲NP附加既定的消磁脉冲DP(即,图9中的步骤S14)。驱动控制部52通过消磁脉冲DP和通常驱动脉冲NP而使附加了消磁脉冲DP的通常驱动脉冲NP输出至马达驱动电路106,从而使步进马达151驱动(即,图9中的步骤S18)。

[实施方式的效果的总结]

如以上说明的,步进马达控制装置100基于上一个驱动脉冲是通常驱动脉冲NP还是固定脉冲FP,确定是否附加消磁脉冲DP。

依据上述的实施方式,步进马达控制装置100具备判定部51和驱动控制部52,从而基于前次驱动脉冲来控制步进马达151。在前次驱动脉冲是固定脉冲FP的情况下,步进马达控制装置100将用于抵消残留磁通的消磁脉冲DP附加至驱动脉冲。在前次驱动脉冲是通常驱动脉冲NP的情况下,步进马达控制装置100不将消磁脉冲DP附加至驱动脉冲。在前次驱动脉冲是固定脉冲FP的情况下,步进马达控制装置100将用于抵消残留磁通的消磁脉冲DP附加至驱动脉冲。因此,在驱动步进马达151时,不会变得能量不足。另外,步进马达控制装置100根据前次驱动脉冲是通常驱动脉冲NP还是固定脉冲FP来判定是否附加消磁脉冲DP。因此,没有消耗不需要的能量。因此,步进马达控制装置100能够进行能量效率好的控制。

另外,依据上述的实施方式,固定脉冲FP与通常驱动脉冲NP相比,一个周期中的接通时间更长。在该情况下,在施加固定脉冲FP之后产生于可饱和部210和可饱和部211中的残留磁通比在施加通常驱动脉冲NP之后产生的残留磁通更大。在前次驱动脉冲是固定脉冲FP的情况下,步进马达控制装置100将用于抵消残留磁通的消磁脉冲DP附加至驱动脉冲。因此,步进马达控制装置100能够抵消残留磁通。

另外,依据上述的实施方式,有时候通常驱动脉冲NP和固定脉冲FP都对秒针施加。在此情况下,通常驱动脉冲NP的周期与固定脉冲FP的周期一致。固定脉冲FP不仅在使指针155快进正转的情况或反转的情况下,还可在通过与通常驱动脉冲NP相同的周期来驱动指针155的情况下使用。即,即使固定脉冲FP的周期与通常驱动脉冲NP的周期相同,固定脉冲FP的能量有时候也比通常驱动脉冲NP的能量更大。在此情况下,有时候在施加了固定脉冲FP之后,在可饱和部210和可饱和部211中产生残留磁通。即使在这样的情况下,步进马达控制装置100也将消磁脉冲DP附加至通常驱动脉冲NP,从而能够抵消残留磁通。

另外,依据上述的实施方式,固定脉冲FP的周期也可以与通常驱动脉冲NP的周期不同。在本实施方式中,指针155也有快进正转的情况等,因而驱动周期不是固定的。步进马达控制装置100对在施加了能量比通常驱动脉冲NP更多的固定脉冲FP之后施加的通常驱动脉冲NP附加消磁脉冲DP。因此,步进马达控制装置100即使在通常驱动脉冲NP与固定脉冲FP的驱动频率不同的情况下,也能够抵消残留磁通。

另外,依据上述的实施方式,步进马达控制装置100具备运算部53。运算部53基于在通常驱动脉冲NP之前施加的固定脉冲FP的能量而确定消磁脉冲DP的能量。步进马达控制装置100具备运算部53,从而能够确定消磁脉冲DP的能量。因此,步进马达控制装置100具备运算部53,从而能够附加抵消残留磁通所必需的能量的消磁脉冲DP。即,步进马达控制装置100能够进行能量效率好的控制。

另外,依据上述的实施方式,运算部53阶段性地减小消磁脉冲DP的大小。步进马达控制装置100将消磁脉冲DP附加至固定脉冲FP的下一个通常驱动脉冲NP,进而对下一个通常驱动脉冲NP附加更小的消磁脉冲DP。因此,步进马达控制装置100即使在不能够用一个通常驱动脉冲NP抵消残留磁通的情况下,也能够通过下一个通常驱动脉冲NP脉冲来抵消残留磁通。

另外,依据上述的实施方式,步进马达控制装置100通过脉冲的电压确定消磁脉冲DP的能量。由此,能够施加为了以更高的精度抵消残留磁通而使用的能量。因此,步进马达控制装置100根据脉冲的电压确定消磁脉冲DP的能量,从而能够以更高的精度进行消磁。

另外,依据上述的实施方式,代替通常驱动脉冲NP附加消磁脉冲DP,通过提高通常驱动脉冲NP脉冲的电压,从而抵消残留磁通。因此,步进马达控制装置100即使赋予与通常驱动脉冲NP相同的时间的脉冲,也能够通过施加更大电压的通常驱动脉冲NP,从而对残留磁通进行消磁。

此外,上述的钟表1具备的功能的全部或一部分作为程序而记录于计算机能够读取的记录介质中,该程序也可以由计算机系统执行。计算机系统是包括OS、外围设备等硬件的系统。另外,计算机能够读取的记录介质是例如软盘、磁光盘、ROM(Read Only Memory,只读存储器)、CD-ROM等便携式介质、内置于计算机系统中的硬盘等存储装置、互联网等网络上的服务器等具备的易失性存储器(Random Access Memory,随机存取存储器:RAM)。此外,易失性存储器是将程序保存一定时间的记录介质的一个示例。

另外,上述的程序也可以通过传输介质(例如,互联网等网络、电话线路等通信线路)传输至其它的计算机系统。

另外,上述程序也可以是实现上述功能的全部或一部分的程序。此外,实现上述功能的一部分的程序也可以是能够以与将上述的功能预先记录于计算机系统中的程序的组合实现的程序,所谓的差分程序。

以上,参照附图同时对本发明的实施方式进行了说明,但具体的构成不限于上述的实施方式,还包括在不脱离本发明的主旨的范围内的设计变更等。

符号说明

1……钟表,151……步进马达,152……钟表外壳,153……模拟显示部,154……机芯,155……指针,100……步进马达控制装置,110……指针驱动部,101……振荡电路,102……分频电路,103……控制电路,51……判定部,52……驱动控制部,53……运算部,106……马达驱动电路、203……转子容纳用贯通孔,202……转子,201……定子,206……外凹口,207……外凹口,210……可饱和部,211……可饱和部,204……内凹口,205……内凹口,208……磁芯,209……线圈,NP……通常驱动脉冲,FP……固定脉冲,DP……消磁脉冲。

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