使步进电机旋转的控制设备制造技术

通过一简单结构防止当步进电机不旋转时的错误检测。在使晶体管ＯＮ的状态下紧接着完成驱动脉冲之后在旋转检测周期控制电路使晶体管ＯＮ／ＯＦＦ。比较器将检测电压与阈电压Ｖｓｓ进行比较，该检测电压在用于检测的电阻器和线圈之间的连接点ＯＵＴ２产生，当检测电压等于或低于Ｖｓｓ时确定步进电机旋转并当检测电压不是等于或低于Ｖｓｓ时确定步进电机不旋转。在此情况下，紧接着完成驱动脉冲之后电流ｉａ不流动并且因此，在连接点ＯＵＴ２产生的检测电压变为具有与阈电压Ｖｓｓ相反极性的电压并不变为等于或低于Ｖｓｓ并且因此，比较器确定步进电机不旋转。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
使步进电机旋转的控制设备专利
：本专利技术涉及一种使步进电机旋转的控制设备，用于驱动使步进电机旋转以及检测该步进电机旋转的存在或不存在。专利技术背景：传统上，已使用步进电机作为用于在电子时钟内驱动以使时针等旋转的电机。图2为一传统上用于电子时钟的步进电机的构造图。在图2中，提供给步进电机一定子401、缠绕在定子401上的线圈307和安排在定子401内部的两个极的转子402。定子401由饱和部分403和404形成。当供应一矩形波的驱动脉冲给线圈307且使得电流i沿图2的箭头标记方向流动时，在定子401中沿箭头标记方向产生磁通量。由此，饱和部分403和404被首先饱和，然后，通过在定子401产生的磁极和转子402的磁极的相互作用，转子402沿逆时针方向旋转180度。此后，通过使具有不同极性的电流交替流向线圈307，实现以上所述的类似作用并且转子402沿逆时针方向分别旋转180度。图3和图4为表示使传统上用于电子时钟的步进电机旋转的控制设备的电路图，整体上构成由旋转驱动电路和旋转检测电路构成的电路。图3为当通过旋转驱动电路控制步进电机以使旋转时的作用说明图，以及图4为当通过旋转检测电路检测步进电机时的说明图。进一步，图5A表示在驱动以使步进电机旋转中使用的驱动脉冲，以及图5B表示在检测步进电机旋转中使用的用于检测旋转的控制脉冲。在图3和图4中，P-沟道MOS晶体管301和302以及N-沟道MOS晶体管303和304为电机驱动电路的组成元件，并且步进电机的线圈307在连接晶体管301和晶体管303的源极的点以及连接晶体管302和晶体管304的源的点之间连接。同时，N-沟道MOS晶体管303到306、与晶体管305串联连接的用于检测的电阻器308和与晶体管306串联连接的用于检测的电阻器309以及比较器310为旋转检测电路的组成元件。-->相应的晶体管301到306的栅极连接在控制电路312中。用于连接用于检测的电阻器308和线圈307的点OUT2以及用于连接用于检测的电阻器309和线圈307的点OUT1被连接至比较器310的输入部分。进一步，比较器310的输入部分被输入以阈电压Vss。在以上所述的结构中，如图3所示，当通过控制电路312的控制，供应图5A的驱动脉冲P1给控制电路312的输入部分Vi时，晶体管302和303进入ON状态。由此，使得电流沿箭头标记方向流向线圈307并且如图2所示，使转子402沿逆时针方向旋转。同时，紧接着电机驱动周期之后，提供用于检测步进电机是否旋转的旋转检测周期。在旋转检测周期，控制电路312的输入部分Vi被供应以图5的旋转检测控制脉冲SP1。响应于旋转检测控制脉冲SP1，如图4所示，在使晶体管303和306 ON的状态下，控制电路进行控制以使晶体管304 ON/OFF。此时，从用于旋转检测的电阻器309和线圈307的连接点OUT1输出检测电压。作为检测电压，被提供一具有如图7(a)所示波形的信号。在图7(a)中，当转子402沿逆时针方向振荡时，在VDD的下侧产生检测电压，并且当转子402沿顺时针方向振荡时，在VDD的上侧产生检测电压。当转子402旋转时，提供等于或低于预定阈电压(依照常规实例的Vss)的检测电压并且从比较器310输出高电平的旋转检测信号Vs。当转子402不旋转时，检测电压不等于或低于阈电压并且因此，从比较器310输出处于低电平的旋转检测信号Vs。可从旋转检测信号Vs检测步进电机是否旋转。在已完成旋转的检测之后，晶体管303和304维持在ON状态以由此对步进电机进行制动。在相继的电机驱动周期内，供应以下正常的驱动脉冲P1至控制电路312的输入部分Vi。控制电路312控制晶体管301和304至ON状态且在与所述驱动电流相反方向(与图3的箭头标记相反的方向)的驱动电流使得在线圈307流动，并且转子402沿逆时针方向旋转。此时在旋转检测周期，当供应旋转检测控制脉冲SP1给控制电路312的输入部分Vi时，控制晶体管304和305至ON并且控制晶体管303至ON/OFF。此时，从电阻器308和线圈307的连接点OUT2输出检测电压且其电平由比较器310确定。类似于以上所述，当转子402旋转时，从比较器310输出处于高电平的旋转检测信号Vs且当转子402不旋转时，从比较器310-->输出处于低电平的旋转检测信号Vs。电机是否旋转可从旋转检测信号Vs来检测。当已完成旋转的检测时，晶体管303和304进入ON状态以对步进电机进行制动。依照具有以上所述结构的步进电机，在转子402由驱动脉冲P1驱动之后，转子402以转子402将要停止的位置为中心自由振荡。紧接着完成驱动脉冲P1之后，转子402的自由振荡是相当可观的，进一步，通过惯性，转子402沿与常规旋转方向(在以上所述常规实例中的逆时针方向)相同的方向振荡。在图4中，当转子402沿逆时针方向振荡时，使得电流沿箭头标记方向流动。同时，如图6所示，相应的晶体管303到306的等效电路由开关501和电阻器502的串联电路和分别与所述串联电路并联连接的二极管503和电容器504构成，并且相应的晶体管303到306被等效看作具有沿一个方向的二极管的元件。因此，即使当步进电机不旋转时，在紧接着完成驱动脉冲P1之后的预定周期IT内，沿反方向的转子402的振荡是相当可观的并且因此，如图7(a)所示，有提供等于或低于阈电压Vss的检测电压的情况。此后，当转子402沿顺时针方向振荡时，使得电流沿与图4的箭头标记相反的方向流动，并且由于二极管部件的影响，在与以VDD为中心的阈电压Vss相反的一侧提供限制于一常量电平的检测电压。此后，重复以上所述操作。就是说，依照在紧接着完成驱动脉冲P1之后的预定周期IT内提供的检测电压，不管电机是否旋转，通过转子402的大的自由振荡，在用于检测的电阻器309产生具有大峰值的检测电压，并且引起错误地检测到步进电机在旋转的问题。传统上，为了解决该问题，在紧接着完成驱动脉冲P1之后的预定周期IT内不检测旋转且在周期IT过去之后实现旋转检测操作。尽管由此可防止错误地将不旋转检测为旋转，由于步进电机的特性从而周期IT不同，并且因此，周期IT需要为相应的电机设定，从而产生零件的材料、排列等的选择变得极端复杂的问题。                      专利技术概述通过简单结构防止当步进电机不旋转时的错误检测是本专利技术的一课题。依照本专利技术，提供一种使步进电机旋转的控制设备，特征在于使步进-->电机旋转的控制设备中包括，串联连接的第一和第二开关元件；串联连接的第三和第四开关元件；在连接第一和第二开关元件的点和连接第三和第四开关元件的点之间连接的步进电机的线圈；第一串联电路，包括与第一开关元件并联连接的第五开关元件和用于检测的第一元件；第二串联电路；包括与第三开关元件并联连接的第六开关元件和用于检测的第二元件；控制装置，用于通过响应于驱动脉冲来控制第一到第四开关以及响应于紧接着完成驱动脉冲之后供应的用于检测旋转的控制脉冲来控制第一、第三、第五和第六开关元件使电流流向线圈从而驱动步进电机旋转；以及确定装置，用于基于对产生于用于检测的第一和第二元件与线圈之间的电压和阈电压进行比较的结果来确定步进电机旋转的存在或不存在，其中，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种控制以使步进电机旋转的设备，特征在于在使步进电机旋转的控制设备中包括，串联连接的第一和第二开关元件；串联连接的第三和第四开关元件；在连接第一和第二开关元件的点和连接第三和第四开关元件的点之间连接的步进电机的线圈；第一串联电路，包括与第一开关元件并联连接的第五开关元件和用于检测的第一元件；第二串联电路，包括与第三开关元件并联连接的第六开关元件和用于检测的第二元件；控制装置，用于通过响应于驱动脉冲来控制第一到第四开关以及通过响应于紧接着完成驱动脉冲之后供应的用于检测旋转的控制脉冲来控制第一、第三、第五和第六开关元件，使电流流向线圈进行驱动以使步进电机旋转；以及确定装置，基于对产生于用于检测的第一和第二元件与线圈之间的电压和阈电压进行比较的结果来确定步进电机旋转的存在或不存在： 其中，控制装置使在紧接着完成驱动脉冲之后、在用于检测的第一和第二元件与线圈之间、以预定电压为基准、在与阈电压的方向相反方向产生一检测电压的一侧的第五或第六开关元件ＯＮ，在当第五开关元件进入ＯＮ状态时第三开关元件进入ＯＮ状态之后控制使第一开关元件ＯＮ／ＯＦＦ，并且在当第六开关元件进入ＯＮ状态时第一开关元件进入ＯＮ状态之后控制使第三开关元件ＯＮ／ＯＦＦ；以及 其中确定装置用于，当第五开关元件进入ＯＮ状态时，基于对产生于用于检测的第一元件和线圈之间的电压与阈电压进行比较的结果，确定步进电机旋转的存在或不存在，并且当第六开关元件进入ＯＮ状态时，基于对产生于用于检测的第二元件和线圈之间的电压与阈电压进行比较的结果，确定步进电机旋转的存在或不存在。...

【技术特征摘要】
JP 2001-5-30 162924/011.一种控制以使步进电机旋转的设备，特征在于在使步进电机旋转的控制设备中包括，串联连接的第一和第二开关元件；串联连接的第三和第四开关元件；在连接第一和第二开关元件的点和连接第三和第四开关元件的点之间连接的步进电机的线圈；第一串联电路，包括与第一开关元件并联连接的第五开关元件和用于检测的第一元件；第二串联电路，包括与第三开关元件并联连接的第六开关元件和用于检测的第二元件；控制装置，用于通过响应于驱动脉冲来控制第一到第四开关以及通过响应于紧接着完成驱动脉冲之后供应的用于检测旋转的控制脉冲来控制第一、第三、第五和第六开关元件，使电流流向线圈进行驱动以使步进电机旋转；以及确定装置，基于对产生于用于检测的第一和第二元件与线圈之间的电压和阈电压进行比较的结果来确定步进电机旋转的存在或不存在：其中，控制装置使在紧接着完成驱动脉冲之后、在用于检测的第一和第二元件与线圈之间、以预定电压为基准、...

【专利技术属性】
技术研发人员：山谷大介，
申请(专利权)人：精工电子有限公司，
类型：发明
国别省市：JP[日本]