步进电动机的控制装置、控制方法及计时装置制造方法及图纸

提供一种能进一步降低驱动电子手表等中安装的步进电动机所消耗的电功率的控制装置。在控制步进电动机的控制装置的脉冲信号发生电路２５中，根据基准信号ＢＰ用合成信号ＣＰ合成驱动脉冲不同的两个脉冲信号ＧＰｉ及ＧＰｉ＋２，能生成其中间的占空因数的脉冲信号ＧＰｉ＋１。故即使降低基准信号ＢＰ的频率，控制驱动脉冲的有效功率的占空因数的步长也不会变大，所以能减少步进电动机的驱动功率。另一方面，通过降低基准信号ＢＰ的频率，能降低控制装置的消耗功率。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
步进电动机的控制装置、控制方法及计时装置本专利技术涉及步进电动机的控制装置及控制方法，特别是涉及适合于驱动电子表的步进电动机的省电型的控制装置及控制方法。步进电动机也称为脉冲电动机、步进马达或数字电动机等，是一种作为数字控制装置的执行机构使用较多的由脉冲信号驱动的电动机。近年来，开发了适合于携带的小型电子装置或信息机器，它们的执行机构大多采用体积小、重量轻的步进电动机。具有代表性的这种电子装置是电子表和称为时间开关的计时装置。在该计时装置中，从使用石英振子等的振荡电路供给基准脉冲，将该基准脉冲分成适合于用1Hz等计时的频率的时间信号。然后，与该时间信号相一致地将驱动脉冲供给步进电动机，使计时装置的秒针等运转。在该适合于携带用的小型电子装置中，由于可安装的电源受到限制，所以为了进行长时间、稳定的工作，尽量减少由步进电动机等消耗的电功率是很重要的。因此，在使用步进电动机的电子表中，与各个电子表中固有的条件或使用时的环境条件等相对应，将供给步进电动机的驱动脉冲的有效电功率自动地设定成适当的值。控制驱动脉冲的有效电功率的方法有几种，例如有控制驱动脉冲的脉冲宽度或脉冲高度的方法。另外，还有用多个子脉冲构驱动脉冲，通过改变子脉冲的占空因数来控制有效电功率的方法。除了降低步进电动机的消耗功率以外，还要考虑降低电子装置总体消耗的电功率，因此，近年来考虑通过降低从使用石英振子等基准振荡源的振荡电路输出的基准脉冲(基准信号)的振荡频率来降低振荡电路消耗的电功率。另外，通过使基准脉冲成为低频脉冲，能减少分频电路等的电路元件，还能使电路一侧的工作频率降低，所以能进一步降低电路一侧的消耗功率。可是，在用子脉冲的占空因数控制驱动脉冲的有效功率的控制装置中，如果降低从振荡电路供给的基准脉冲的频率，那么可控制子脉冲的占空因数的分辨能力就会降低。例如，如果基准脉冲的频率为32kHz，能用1/32的步长(分辨能力)进行控制，但如果基准脉冲的频率降低一半、降到16kHz，那么可能控制的步长就会增大到1/16，-->分辨能力降低了。因此，难以将驱动脉冲的有效功率控制成与步进电动机的工作状态相一致的最低的适当值的有效功率。其结果，不可避免地会发生驱动脉冲的电功率不足而造成走针错误，因此与现有的采用振荡频率高的基准脉冲的步长窄时相比，要供给有效功率更高的驱动脉冲。因此，电动机的消耗功率上升，作为计时装置总体不能发挥降低基准脉冲的振荡频率以达到省电的效果。因此，本专利技术的目的在于提供一种能用简单的结构或方法、以实际上比基准信号的振荡频率高的分辨能力控制占空因数的步进电动机的控制装置及控制方法，能进一步降低计时装置的消耗功率。而且，目的还在于提供一种能适用于携带装置的省电型的步进电动机的控制装置及控制方法。在本专利技术中，通过对占空因数不同的脉冲信号以适当的比例进行合成，在有效地、即以驱动脉冲或子脉冲单位以宏观方式接收脉冲信号时，对通常根据基准信号获得的占空因数的脉冲信号合成其中间占空因数的脉冲信号，则即使降低基准信号的振荡频率，也能使驱动脉冲可控制的有效功率的分辨能力与以往相同或更高。即，本专利技术的步进电动机的控制装置的特征在于备有：能根据基准信号生成第一占空因数的第一脉冲信号及第二占空因数的第二脉冲信号的脉冲生成部；能按规定的比率交替地输出第一及第二脉冲信号的合成部；以及除了第一及第二脉冲信号外，还能根据从合成部输出的第三脉冲信号，将占空因数不同的驱动脉冲供给步进电动机的驱动控制部。另外，本专利技术的步进电动机的控制方法包括：按规定的比率交替地输出第一占空因数的第一脉冲信号及第二占空因数的第二脉冲信号的合成工序；以及除了第一及第二脉冲信号外，还能根据在合成工序中合成的第三脉冲信号，将驱动脉冲供给步进电动机的驱动工序。在本专利技术的步进电动机的控制装置及控制方法中，通过用根据占空因数为50％的合成用的脉冲信号工作的选择器等选择第一及第二脉冲信号，能合成第一及第二脉冲信号均等出现的脉冲信号，该合成的脉冲信号在按合成用的脉冲信号的周期平均时变成第一及第二占空因数的中间占空因数。当然，合成用的脉冲信号的占空因数不限于50％，也能通过使用适当的占空因数的合成用的脉冲信号，合成第一及第二脉冲信号的占空因数之间呈适当的占空因数的脉冲信号。-->在由多个子脉冲构成驱动脉冲、并从驱动控制部将其供给步进电动机的情况下，除了第一及第二脉冲信号外，还可根据被合成的第三脉冲信号来控制子脉冲的占空因数。因而，除了第一及第二脉冲信号的占空因数外，还能生成并输出基于第三脉冲信号的第一及第二脉冲信号之间的占空因数为适当值的子脉冲。因此，即使在用根据基准信号生成的第一及第二脉冲信号能控制的占空因数的分辨能力低、驱动脉冲的步长大的情况下，也能通过采用第三脉冲信号，提高驱动脉冲的有效功率的分辨能力，将步长设定得较窄。这样，即使在基准信号的振荡频率设定得较低的装置中，也能利用本专利技术，使供给步进电动机的驱动脉冲的有效功率的步长充分地窄，能供给与步进电动机的工作状态相适应的最低的有效功率的驱动脉冲。因此，不会使由于降低基准信号的振荡频率而产生的节省电力的效果被抵消，能发挥其省电效果。通过利用本专利技术的步进电动机的控制装置驱动使针(秒针、分针、时针)运转用的步进电动机，即使降低基准信号的振荡频率，也能精确地控制驱动脉冲的有效功率。因此，在计时装置等中，能通过降低振荡电路的基准信号的频率，来减少电路一侧的消耗功率，而不会使电动机的消耗功率增大。另外，在不改变振荡频率的情况下，利用本专利技术的步进电动机的控制装置，能更精确地控制电动机驱动脉冲的有效功率。因此，能更精确地控制供给电动机的驱动脉冲的有效功率，使其成为能驱动的最小限度的电功率，所以能减少电动机的消耗功率。图1是表示安装了本专利技术的控制装置的计时装置的简略结构图。图2是表示在图1所示的控制装置的脉冲生成电路中合成占空因数不同的脉冲信号用的合成电路之一例图。图3是表示利用图1所示的控制装置生成有效功率不同的驱动脉冲的过程的流程图。图4是说明利用图2所示的合成电路合成占空因数不同的脉冲信号，利用该脉冲信号合成驱动脉冲的时序图。图5是说明利用与图4不同的合成信号合成占空因数不同的脉冲信号，利用该脉冲信号合成驱动脉冲的时序图。以下参照附图更详细地说明本专利技术。图1中示出了本专利技术的计时-->装置1的简略结构。本例的计时装置1备有步进电动机10、控制该步进电动机10的控制装置20、传递步进电动机10的动作的齿轮组50、以及由齿轮组50使其运转的秒针61、分针62及时针63。本例的步进电动机10备有利用从控制装置20供给的驱动脉冲产生磁力的驱动线圈11、利用该驱动线圈11励磁的定子12、以及在定子12的内部旋转的转子13。该转子13由盘状的两极永久磁铁构成，构成PM型(永久磁铁旋转型)的单相步进电动机10。在定子12中设有磁饱和部17，以便利用由驱动线圈11产生的磁力使不同的磁极产生使转子13旋转的各相15及16。另外，为了规定转子13的旋转方向，在定子12的内周适当的位置设有凹口18，利用它产生嵌齿转矩(cogging torque)，以便使转子13停止在适当的位置。步进电动机10的转子13的旋转利用由通过小齿轮与转子13啮合的五号轮51、四号轮52、三号本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种步进电动机的控制装置，其特征在于备有： 能根据基准信号生成第一占空因数的第一脉冲信号及第二占空因数的第二脉冲信号的脉冲生成部； 能按规定的比率交替地输出上述第一及第二脉冲信号的合成部；以及 除了上述第一及第二脉冲信号外，还能根据从上述合成部输出的第三脉冲信号，将占空因数不同的驱动脉冲供给步进电动机的驱动控制部。

【技术特征摘要】
JP 1998-9-22 268533/98;JP 1997-11-5 303201/971．一种步进电动机的控制装置，其特征在于备有：能根据基准信号生成第一占空因数的第一脉冲信号及第二占空因数的第二脉冲信号的脉冲生成部；能按规定的比率交替地输出上述第一及第二脉冲信号的合成部；以及除了上述第一及第二脉冲信号外，还能根据从上述合成部输出的第三脉冲信号，将占空因数不同的驱动脉冲供给步进电动机的驱动控制部。2．根据权利要求1所述的步进电动机的控制装置，其特征在于：上述合成部备有根据占空因数为50％的合成用的脉冲信号，能选择上述第一及第二脉冲信号的选择器。3．根据权利要求1所述的步进电动机的控制装置，其特征在于：上述驱动脉冲由多个子脉冲构成，上述驱动控制部根据上述第一、第二及第三脉冲信号，控制上述子脉冲的占空因数。4．一种步进电动机的控制方法，其特征在于，包括：根据基准信号并按规定的比率交替地输出第一占空因数的第一脉冲信号及第二占空因数的第二脉冲信号的合成工序；以及除了上述第一及第二脉冲信号外，还能根据在上述合成工序中合成的第...

【专利技术属性】
技术研发人员：小岛博之，矢部宏，
申请(专利权)人：精工爱普生株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]