JP2007074835A - Voice coil motor drive circuit and magnetic disk memory - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、磁気ディスク記憶装置の制御技術、さらには、回転駆動される磁気記憶ディスク上の記憶トラックに対して情報のリード/ライトを行なう磁気ヘッドを移動させるボイスコイルモータの制御技術に関する。 The present invention relates to a control technique for a magnetic disk storage device, and more particularly to a control technique for a voice coil motor that moves a magnetic head for reading / writing information with respect to a storage track on a magnetic storage disk that is rotationally driven.
磁気ディスク記憶装置は、回転駆動される磁気記憶ディスク上の記憶トラックに対して情報のリード/ライトを行なう磁気ヘッドと、この磁気ヘッドを上記ディスク上にて移動させるボイスコイルモータと、上記磁気ヘッドのリード状態を監視しながら上記ボイスコイルモータの駆動電流を制御することにより上記磁気ヘッドの位置決めを行なうボイスコイルモータ駆動制御装置を有する。 A magnetic disk storage device includes a magnetic head for reading / writing information on a storage track on a rotationally driven magnetic storage disk, a voice coil motor for moving the magnetic head on the disk, and the magnetic head And a voice coil motor drive control device for positioning the magnetic head by controlling the drive current of the voice coil motor while monitoring the lead state.
磁気ディスク記憶装置の情報記憶密度は年々高められているが、これに伴って磁気ヘッドの位置決め制御も非常に高精度が要求されるようになってきた。そこで、上記ボイスコイルモータの駆動電流を当該駆動電流の検出値に基づいてフィードバック制御することにより上記磁気ヘッドの位置決めを行なう。そして、その磁気ヘッドを移動させるボイスコイルモータの駆動には、一般に、ボイスコイルモータの駆動電流量を連続的に変化させるリニア駆動方式が採用されていた。 The information storage density of magnetic disk storage devices has been increasing year by year. Accordingly, the magnetic head positioning control has been required to have very high accuracy. Therefore, the magnetic head is positioned by feedback control of the drive current of the voice coil motor based on the detected value of the drive current. For driving the voice coil motor that moves the magnetic head, generally, a linear drive system in which the drive current amount of the voice coil motor is continuously changed has been adopted.
しかしながら、磁気ディスク記憶装置では記憶の高密度化とともにアクセスの高速化も要求されている。高速アクセスを実現するためには磁気ヘッドを所定の記憶トラックまで移動させる時間いわゆるシーク時間を短縮させなければならないが、そのためにはボイスコイルモータの駆動電流を増大させる必要がある。しかし、ボイスコイルモータ駆動電流を増大させると、その駆動電流をリニアに制御するための電力損失が増大し、これに伴って発熱量が増大する。このシーク時の発熱は磁気ヘッドや磁気記憶ディスクの動作や特性等に悪影響を及ぼし、これにより、例えばリード/ライトエラーが生じやすくなるなどの弊害が生じる。 However, magnetic disk storage devices are required to increase access speed and access speed. In order to realize high-speed access, it is necessary to shorten a time required to move the magnetic head to a predetermined storage track, that is, a seek time. To this end, it is necessary to increase the drive current of the voice coil motor. However, when the voice coil motor drive current is increased, power loss for linearly controlling the drive current increases, and accordingly, the amount of heat generation increases. The heat generated during the seek has an adverse effect on the operation and characteristics of the magnetic head and the magnetic storage disk, thereby causing adverse effects such as a read / write error.
そこで、上記ボイスコイルモータ駆動電流の量を連続的に変化させる代わりに、駆動電流の通電/非通電時間比を変化させるパルス幅変調制御(以下、PWM制御と呼ぶ)を行なうパルス駆動方式を適用したボイスコイルモータ駆動装置に関する発明が提案されている(特許文献1)。また、このPWM駆動方式において用いられる電流検出用アンプの持つCMRR(同相入力電圧除去比)が有限の値であるため、負荷であるコイルの端子に印加される駆動電圧が上下に変動する際に電流検出用アンプの出力にノイズが発生するという課題がある。そこで、この課題を改善するため、PWM駆動の1周期の中間点でコイルに流れる電流をサンプル・ホールドして電流検出を行なうようにした発明が提案されている(特許文献2)。 Therefore, instead of continuously changing the amount of the voice coil motor drive current, a pulse drive system that performs pulse width modulation control (hereinafter referred to as PWM control) that changes the energization / non-energization time ratio of the drive current is applied. An invention relating to a voice coil motor driving apparatus has been proposed (Patent Document 1). Further, since the CMRR (common-mode input voltage rejection ratio) possessed by the current detection amplifier used in this PWM drive system is a finite value, when the drive voltage applied to the terminal of the coil as a load fluctuates up and down. There is a problem that noise occurs in the output of the current detection amplifier. In order to solve this problem, an invention has been proposed in which current detection is performed by sampling and holding the current flowing through the coil at the midpoint of one cycle of PWM driving (Patent Document 2).
しかし、PWM駆動方式は電力損失の低減による発熱量抑制に有効であるが、サンプル・ホールドして電流検出を行なうようにしたとしても、リニア駆動方式に比べて磁気ヘッドの移動量が小さいトラッキング時での磁気ヘッドの位置決め精度を十分に保証することが難しいという課題がある。そこで、位置決め制御精度が気にならないシーク動作時にはPWM駆動を行ない、高い位置決め精度が要求されるトラッキング時にはボイスコイルモータをリニア制御で駆動するようにした発明が提案されている(特許文献3)。 However, the PWM drive method is effective in suppressing the amount of heat generated by reducing power loss, but even when sampling and holding to detect current, the amount of movement of the magnetic head is small compared to the linear drive method. There is a problem that it is difficult to sufficiently guarantee the magnetic head positioning accuracy. Therefore, an invention has been proposed in which PWM driving is performed during a seek operation where positioning control accuracy is not a concern, and the voice coil motor is driven by linear control during tracking where high positioning accuracy is required (Patent Document 3).
また、PWM駆動方式には、駆動電圧をパルス制御することに伴って生じるEMI(電磁干渉)ノイズが磁気ヘッドや配線に飛び込むなどして、位置情報のリードエラーを誘発しトラッキングミスが生じるおそれが高くなるという不具合がある。これを改善するため、シーク時にPWM駆動を行なう際に、コイルの一方の端子をPWM駆動し、他方の端子をリニア駆動することで、EMIノイズの低減を図るようにした発明も提案されている(特許文献4)。
特許文献3に記載の発明も特許文献4に記載の発明も、電流検出にサンプル・ホールド方式を用いているため、サンプリングタイミングのずれによる電流検出誤差が発生するという不具合がある。また、ボイスコイルモータ駆動回路とPWM駆動方式のスピンドルモータ駆動回路とが同一の半導体チップ上に形成されるような場合、ボイスコイルモータ駆動回路におけるPWM駆動のサンプリングの際にスピンドルモータ駆動回路のノイズを拾って電流検出誤差が発生してしまい、位置決め精度の低下を招く。 Since both the invention described in Patent Document 3 and the invention described in Patent Document 4 use the sample and hold method for current detection, there is a problem that a current detection error occurs due to a sampling timing shift. Also, when the voice coil motor drive circuit and the PWM drive type spindle motor drive circuit are formed on the same semiconductor chip, the noise of the spindle motor drive circuit during sampling of the PWM drive in the voice coil motor drive circuit. As a result, a current detection error occurs and the positioning accuracy is lowered.
具体的には、図10に符号T2で示されているように、サンプリングクロックSCKのタイミングと例えばスピンドルモータ駆動回路のU相の立ち上がりのタイミングが一致すると、ホールド後の電流センスアンプの出力が高くなってしまう。その結果、ボイスコイルモータのコイル電流Ivcmが、図10(E)のように不定期変動を起こす。図10の場合、タイミングT1では、サンプリングクロックSCKのタイミングとU相の立ち上がり、立ち下がりのタイミングが一致していないため、Ivcmは不定期変動を起こさない。 Specifically, as indicated by reference numeral T2 in FIG. 10, when the timing of the sampling clock SCK coincides with, for example, the rise timing of the U phase of the spindle motor driving circuit, the output of the current sense amplifier after the holding becomes high. turn into. As a result, the coil current Ivcm of the voice coil motor fluctuates irregularly as shown in FIG. In the case of FIG. 10, at timing T1, Ivcm does not fluctuate irregularly because the timing of the sampling clock SCK and the rising and falling timings of the U phase do not match.
さらに、サンプリングタイミングの遅延によって、図11(A)のように、PWM駆動時の電流検出用アンプのゲイン周波数特性とリニア駆動時の電流検出用アンプのゲイン周波数特性とがずれてしまう。図11(A)において、符号AはPWM駆動時の電流検出用アンプのゲイン周波数特性、符号Bはリニア駆動時の電流検出用アンプのゲイン周波数特性である。図11(A)より、PWM駆動時の電流検出用アンプのゲイン周波数特性は、35kHz付近にゲインピークを有することが分かる。このような周波数特性のずれがあると、シーク時のPWM駆動からトラッキング時のリニア駆動に切り替える際のセトリングタイムが長くなるという不具合がある。 Further, due to the sampling timing delay, as shown in FIG. 11A, the gain frequency characteristic of the current detection amplifier during PWM driving and the gain frequency characteristic of the current detection amplifier during linear driving shift. In FIG. 11A, symbol A is the gain frequency characteristic of the current detection amplifier during PWM driving, and symbol B is the gain frequency characteristic of the current detection amplifier during linear driving. FIG. 11A shows that the gain frequency characteristic of the current detection amplifier at the time of PWM driving has a gain peak near 35 kHz. If there is such a shift in frequency characteristics, there is a problem that the settling time when switching from the PWM driving during seeking to the linear driving during tracking becomes long.
本発明の目的は、PWM駆動によるヘッド移動時における磁気ヘッドの位置決め制御の高精度化を可能にするボイスコイルモータの駆動制御技術を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a drive control technology for a voice coil motor that enables high-precision positioning control of a magnetic head during head movement by PWM drive.
本発明の他の目的は、ボイスコイルモータ駆動回路とスピンドルモータ駆動回路とが同一の半導体チップ上に形成されるような場合にも、磁気ヘッドの位置決め制御の高精度化を可能にするボイスコイルモータの駆動制御技術を提供することにある。 Another object of the present invention is to provide a voice coil that enables high-precision positioning control of a magnetic head even when a voice coil motor driving circuit and a spindle motor driving circuit are formed on the same semiconductor chip. The object is to provide motor drive control technology.
本発明のさらに他の目的は、シーク時にPWM駆動を行ないトラッキング時にリニア駆動を行なう場合に、駆動モードを切り替える際のセトリングタイムが長くならないようにすることが可能なボイスコイルモータの駆動制御技術を提供することにある。
本発明の前記ならびにそのほかの目的と特徴は、本明細書の記述および添付図面からあきらかになるであろう。
Still another object of the present invention is a voice coil motor drive control technique capable of preventing the settling time when switching the drive mode from being long when PWM drive is performed during seek and linear drive is performed during tracking. It is to provide.
The above and other objects and features of the present invention will be apparent from the description of this specification and the accompanying drawings.
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、下記のとおりである。
すなわち、磁気ヘッドを移動させるボイスコイルモータと、該ボイスコイルモータの駆動電流をPWM方式で駆動しコイルの電流を検出してフィードバック制御することにより上記磁気ヘッドの位置決め制御を行なうボイスコイルモータ駆動回路とを有する磁気ディスク記憶装置において、上記ボイスコイルモータのコイル電流を検出するアンプの出力をサンプル・ホールドせずに誤差アンプに供給する。また、PWM駆動時にボイスコイルモータのコイルの端子に印加される駆動電圧のスルーレートを制御するスルーレート制御回路を設けるようにした。
Of the inventions disclosed in this application, the outline of typical ones will be briefly described as follows.
That is, a voice coil motor that moves the magnetic head, and a voice coil motor driving circuit that controls the positioning of the magnetic head by driving the driving current of the voice coil motor in a PWM manner and detecting the coil current and performing feedback control The output of the amplifier that detects the coil current of the voice coil motor is supplied to the error amplifier without being sampled and held. Also, a slew rate control circuit is provided for controlling the slew rate of the drive voltage applied to the coil terminal of the voice coil motor during PWM drive.
上記した手段によれば、コイル電流を検出するアンプの出力をサンプル・ホールドせずに誤差アンプに供給するため、サンプリングタイミングのずれによる電流検出誤差が発生するおそれがない。また、ボイスコイルモータ駆動回路とPWM駆動方式のスピンドルモータ駆動回路とが同一の半導体チップ上に形成されるような場合にも、ボイスコイルモータ駆動回路におけるPWM駆動のサンプリングの際にスピンドルモータ駆動回路のノイズを拾ってホールドすることが無いので電流検出誤差が発生することもない。そのため、磁気ヘッドの位置決め制御精度を向上させることができる。一方、サンプル・ホールドしないことにより、PWM駆動時にコイル端子電圧のスイングによって電流検出用アンプの出力に変動が生じ、その変動によって制御精度が低下するおそれがあるが、これは、スルーレート制御によって抑制することができる。 According to the above-described means, the output of the amplifier that detects the coil current is supplied to the error amplifier without being sampled and held, so there is no possibility that a current detection error due to a sampling timing shift will occur. Also, when the voice coil motor drive circuit and the PWM drive type spindle motor drive circuit are formed on the same semiconductor chip, the spindle motor drive circuit is used when sampling the PWM drive in the voice coil motor drive circuit. Since no noise is picked up and held, no current detection error occurs. Therefore, the positioning control accuracy of the magnetic head can be improved. On the other hand, by not sampling and holding, the output of the current detection amplifier may fluctuate due to the swing of the coil terminal voltage during PWM drive, and the fluctuation may cause a decrease in control accuracy, but this is suppressed by slew rate control. can do.
ここで、望ましくは、ボイスコイルモータのコイルの一方の端子をPWM制御で駆動し他方の端子をリニア制御で駆動する第2の駆動モードを設け、この第2の駆動モードでは前記コイルの2つの端子のうち電流検出用抵抗に近い側の端子をリニア駆動する。これにより、2つの端子の両方をリニア駆動する場合よりも少ない電力損失でヘッドを高速で移動させることができるとともに、2つの端子の両方をPWM制御で駆動する場合よりもノイズの発生を抑えつつヘッドを移動させることができる。また、コイルの2つの端子のうち電流検出用抵抗に近い側の端子をリニア駆動するため、逆の場合よりもPWM駆動時にコイル端子電圧がスイングされることによって生じる電流検出用アンプの出力の変動を減らし、ヘッドの位置決め制御精度を向上させることができる。 Here, desirably, a second drive mode is provided in which one terminal of the coil of the voice coil motor is driven by PWM control and the other terminal is driven by linear control. In this second drive mode, the two terminals of the coil are provided. Of the terminals, the terminal near the current detection resistor is linearly driven. As a result, the head can be moved at a higher speed with less power loss than when both of the two terminals are driven linearly, and noise generation is suppressed more than when both of the two terminals are driven by PWM control. The head can be moved. Further, since the terminal closer to the current detection resistor among the two terminals of the coil is linearly driven, fluctuations in the output of the current detection amplifier caused by the coil terminal voltage swinging during PWM driving than in the reverse case And the head positioning control accuracy can be improved.
また、ボイスコイルモータのコイルの両端をPWM制御で駆動する駆動モードを有する磁気ディスク記憶装置において、コイル電流を検出するアンプの出力と電流指令値とに基づいてコイルに流す電流を制御する電圧を生成する誤差アンプの後段に直列の抵抗と容量とからなる位相補償回路を設ける。そして、この位相補償回路の前記直列の抵抗および容量と並列に第2の容量を接続する。これにより、PWM駆動でコイル電流検出用アンプの出力に生じるノイズによって誤差アンプの出力に現われる変動を抑制し、磁気ヘッドの位置決め精度の向上を図ることができる。 Further, in a magnetic disk storage device having a drive mode in which both ends of a coil of a voice coil motor are driven by PWM control, a voltage for controlling a current flowing through the coil based on an output of an amplifier for detecting a coil current and a current command value is set. A phase compensation circuit composed of a resistor and a capacitor in series is provided after the error amplifier to be generated. A second capacitor is connected in parallel with the series resistor and capacitor of the phase compensation circuit. As a result, fluctuations appearing in the output of the error amplifier due to noise generated in the output of the coil current detection amplifier by PWM driving can be suppressed, and the positioning accuracy of the magnetic head can be improved.
さらに、望ましくは、ボイスコイルモータのコイルの両端をパルス幅制御で駆動するモード(第1の駆動モード)と、上記コイルの両端をリニア制御で駆動するモード(第2の駆動モード)とを設け、ボイスコイルモータのコイル電流を検出するアンプの出力をサンプル・ホールドせずに誤差アンプに供給するとともに、磁気ヘッドのシーク動作は第1の駆動モードで行ない、トラッキング動作は第2の駆動モードで行なうようにする。 More preferably, a mode in which both ends of the coil of the voice coil motor are driven by pulse width control (first drive mode) and a mode in which both ends of the coil are driven by linear control (second drive mode) are provided. The output of the amplifier that detects the coil current of the voice coil motor is supplied to the error amplifier without being sampled and held, the seek operation of the magnetic head is performed in the first drive mode, and the tracking operation is performed in the second drive mode. Do it.
上記した手段によれば、コイル電流を検出するアンプの出力をサンプル・ホールドせずに誤差アンプに供給するため、サンプリングタイミングの遅延により、PWM駆動時の電流検出用アンプのゲイン周波数特性とリニア駆動時の電流検出用アンプのゲイン周波数特性とがずれてしまうようなことがない。これにより、シーク時のPWM駆動からトラッキング時のリニア駆動に切り替える際のセトリングタイムが長くなるのを回避することができる。 According to the above-described means, the output of the amplifier for detecting the coil current is supplied to the error amplifier without being sampled and held. Therefore, the gain frequency characteristic of the current detection amplifier at the time of PWM driving and the linear driving are caused by the sampling timing delay. There will be no deviation from the gain frequency characteristics of the current detection amplifier. As a result, it is possible to avoid an increase in settling time when switching from PWM driving during seeking to linear driving during tracking.
本願において開示される発明のうち代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば下記のとおりである。
すなわち、本発明に従うと、PWM駆動によるヘッド移動時における磁気ヘッドの位置決め制御の高精度化が可能になる。
The effects obtained by the representative ones of the inventions disclosed in the present application will be briefly described as follows.
That is, according to the present invention, it is possible to increase the accuracy of the positioning control of the magnetic head when the head is moved by PWM driving.
以下、本発明の好適な実施態様を、図面を参照しながら説明する。
図1は本発明の技術が適用された磁気ディスク記憶装置の概要を示す。
同図に示す磁気ディスク記憶装置は、磁気記憶ディスク100、該磁気記憶ディスク100を回転駆動させるスピンドルモータ102、上記磁気記憶ディスク100上の記憶トラックに対して情報のリード/ライトを行なう磁気ヘッド106、この磁気ヘッド106を上記ディスク100上にて径方向へ移動させるボイスコイルモータ108を有する。さらに、磁気ディスク記憶装置は、上記ボイスコイルモータ108を駆動するモータ駆動回路110、上記磁気ヘッド106の読出信号から位置情報を読み取る信号処理回路(信号処理IC)230、この信号処理回路230が読み出した位置情報に基づいて上記モータ駆動回路110に駆動電流指令値CRNTを送るコントローラ260などを有する。特に制限されるものでないが、この実施例では、モータ駆動回路110は1個の半導体チップ上に半導体集積回路として構成されている。
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 shows an outline of a magnetic disk storage device to which the technique of the present invention is applied.
The magnetic disk storage device shown in FIG. 1 includes a
ここで、コントローラ260は、磁気ディスク記憶装置全体の動作を制御するマイクロコンピュータ(CPU)261と、このマイクロコンピュータ261からの位置指令(目標トラック位置情報)と上記信号処理回路230からのヘッド位置情報とに基づいて駆動電流指令値CRNTを生成する補償回路262を有する。この補償回路262が生成した駆動電流指令値CRNTは、上述したように、上記モータ駆動回路110へ送られる。
Here, the
モータ駆動回路110は、図2に示されているように、コントローラ260との間でシリアルにデータの送受信ないしは入出力を行なうシリアルポート111と、PWM駆動に必要な三角波を生成する三角波生成回路112を有する。ボイスコイルモータ108は、コイルのインダクタンスLと内部抵抗RLとにより等価回路として表わされている。
As shown in FIG. 2, the
また、モータ駆動回路110は、ボイスコイルモータ108のコイルLvcmに流される電流を検出する電流検出回路113と、コントローラ260から送られてくる駆動電流指令値CRNTに応じた入力電圧VCMINとPWM動作中において連続的に検出される電流検出回路113の検出電圧Soutとの差分を比較して電位差に応じた電圧を出力する誤差アンプ114を有する。駆動電流指令値CRNTがアナログ信号である場合、CRNT=VCMINであり、CRNTがディジタル信号である場合、VCMINはCRNTをD/A変換した値を用いる。
Further, the
電流検出回路113は、差動アンプ(以下、電流センスアンプと称する)AMP0と入力抵抗R3,R5、帰還抵抗R6などからなり、コイルLvcmと直列に設けられたセンス抵抗Rsの両端子の電圧を入力とし、端子間電圧を検出することにより電流に比例した検出電圧Soutを出力する。この検出電圧Soutは、図に示されている矢印方向(VCMPからVCMNへ向かう方向)に電流が流れているときにVrefを基準とする負電圧となり、矢印と逆方向(VCMNからVCMPへ向かう方向)に電流が流れているときに正電圧となるようにされている。これにより、抵抗R1,R2を介して入力電圧VCMINと加算されたとき、VCMINとSoutとの差分が誤差アンプ114に入力され、Vrefと比較される。
The
さらに、モータ駆動回路110は、上記誤差アンプ114の出力と三角波生成回路112により生成された三角波TRWとを比較してPWMパルス駆動のための電流を出力するパルス制御回路115と、上記誤差アンプ114の出力とパルス制御回路115の出力電流に従ってボイスコイルモータ108に駆動電流を流すVCMドライバ116を有する。
Further, the
また、モータ駆動回路110には、上記の他に、コントローラ260からシリアルポート111に送られて来た制御コードに基づいて生成されたモード制御信号MODEをラッチするフリップフロップ117が設けられている。さらに、該モード制御信号MODEと片側PWM駆動を行なうか否か示す第2モード制御信号SGLPWMとを入力とするANDゲート118、誤差アンプ114の後段に接続された位相補償回路119などが設けられている。位相補償回路119は、直列の抵抗Rxと容量Cxおよびこれらと並列に設けられた容量Cx2とからなり、これらの素子には外付け素子が用いられている。
In addition to the above, the
なお、コントローラ260から上記駆動電流指令値がディジタル信号として送られてくる場合、モータ駆動回路110にはディジタル駆動電流指令値をアナログ駆動電流指令値に変換するD/A変換器が設けられる。また、モータ駆動回路110は、ボイスコイルモータ108のコイルに誘起される逆起電圧を検出する逆起電圧検出回路や、該逆起電圧検出回路により検出された逆起電圧をA/D変換するA/D変換回路、上記VCMドライバ116が必要とする基準電圧Vrefを発生する基準電圧発生回路が内蔵される場合もある。A/D変換回路でディジタルデータに変換された逆起電圧は、シリアルポート111を介してコントローラ260へ送り、コントローラ260は受信した逆起電圧からヘッドの移動速度を認識するように構成することができる。
When the drive current command value is sent as a digital signal from the
特に制限されるものでないが、コントローラ260は移動速度に応じた駆動モードをモータ駆動回路110に指令し、上記VCMドライバ116は、指定された駆動モードに従ってボイスコイルモータ108を駆動する。具体的には、上記磁気ヘッド106の移動量が小さいトラッキング時にはボイスコイルモータ108の駆動電流をリニア制御する「リニア駆動モード」が指定されてVCMドライバ116によりコイルが駆動される。
Although not particularly limited, the
また、上記磁気ヘッド106の移動量が大きいシーク時には、ボイスコイルモータ108のコイルの端子を双方向からPWM駆動する「両側PWM駆動モード」またはコイルの一方の端子をPWM駆動し他方の端子をリニア駆動する「片側PWM駆動モード」が指定される。VCMドライバ116は指定されたモードに応じてコイルを駆動するように構成されている。「両側PWM駆動モード」を使用するか「片側PWM駆動モード」を使用するかは適用するシステムに応じて決定され、コントローラ260がモードを示す情報を出力する。
When seeking the
上記各モードの内容については後に詳しく説明する。シリアルポート111には、上記モードを指定する制御コード等を設定するためのレジスタREGが設けられており、コントローラ260がこのレジスタREGにモード指定コードを設定することにより、いずれかのモードが選択できるように構成されている。また、シリアルポート111は、コントローラ260からのロードイネーブル信号Dloadが有効レベルである期間に、シリアルクロックSCKに同期してデータDATAを取り込むように構成されている。
The contents of each mode will be described in detail later. The
モータ駆動回路110が上述のような構成を備えることにより、磁気ヘッド106の移動量が小さいトラッキング時には、ボイスコイルモータの駆動電流がリニア制御されることにより高い位置決め精度を得ることができる。一方、磁気ヘッド106の移動量が大きいシーク時には、「両側PWM駆動モード」が選択されていると、ボイスコイルモータの駆動電流がコイルの両端子からPWM制御されることにより、大きな電力損失を伴うことなく磁気ヘッド106を高速で移動させることができる。また、「片側PWM駆動モード」が選択されていると、ボイスコイルモータの駆動電流がコイルの一方の端子からはPWM制御されるとともに他方の端子からはリニア制御される。これにより、「リニア駆動モード」と「パルス駆動モード」の中間の電力損失でヘッドが高速移動され、ある程度電力損失を抑えつつ高速で磁気ヘッド106を移動させることができる。
Since the
これにより、リード/ライトエラーを誘発する発熱やEMIを効果的に低減させながら、トラッキング時における磁気ヘッドの位置決め制御の高精度化とシーク時間の短縮によるアクセスの高速化を共に達成することが可能となる。すなわち、上記磁気ヘッド駆動システムにおいては、磁気ヘッド106が所定の記憶トラックをリード/ライト状態でトレースするトラッキング時に「リニア駆動モード」が実行され、上記磁気ヘッド106が記憶トラックを跨いで移動するシーク時に「両側PWM駆動モード」または「片側PWM駆動モード」が実行される。これにより、トラッキング時における磁気ヘッドの位置決め精度の向上を図りつつ、シーク時におけるアクセスの高速化とEMIノイズの抑制をシステムに応じて最適化させることができる。
This makes it possible to achieve both high-precision magnetic head positioning control during tracking and high-speed access by shortening seek time while effectively reducing heat generation and EMI that induce read / write errors. It becomes. That is, in the magnetic head drive system, the “linear drive mode” is executed during tracking when the
パルス制御回路115は、基準電圧Vrefを基準に誤差アンプ114の出力VCTLを反転して−VCTLを出力する反転回路150を有する。ここで、反転回路150の出力である−VCTLは、基準電圧Vrefを基準にしてVCTLに対して負極性という意味で「−」が付けられている。例えば、基準電圧Vrefが2Vで、VCTLが2.5Vであれば、−VCTL=1.5Vとなる。パルス制御回路115は、さらに誤差アンプ114の出力VCTLと三角波生成回路112により生成された三角波TRWとを比較してVCMP端子をPWM駆動するための電流を出力する第1PWMコンパレータ151と、反転回路150の出力−VCTLと三角波TRWとを比較してVCMN端子をPWM駆動するための電流を出力する第2PWMコンパレータ152とを有する。
The
第1PWMコンパレータ151および第2PWMコンパレータ152は、非反転入力端子の電位の方が反転入力端子の電位よりも高いときにソース電流を出力し、非反転入力端子の電位の方が反転入力端子の電位よりも低いときにシンク電流(引込み電流)を出力する。このように反転回路150とPWMコンパレータ151,152を設けることにより、一方の出力アンプ161の出力VCMPと他方の出力アンプ162の出力VCMNの位相を180度ずらして、ボイスコイルモータのコイルLvcmを両方の端子から駆動できる。
The
VCMドライバ116は、誤差アンプ114の出力VCTLと第1PWMコンパレータ151の出力を入力とする第1出力アンプ161と、誤差アンプ114の出力VCTLと第2PWMコンパレータ152の出力を入力とする第2出力アンプ162とを有する。この実施例では、上記PWMコンパレータ151と152の出力電流がシリアルポート111内のレジスタREGに設定された値に応じて段階的に変化されることにより、コイルの各端子VCMP,VCMNの駆動電圧のスルーレートが制御可能に構成されている。
The
図3には上記PWMコンパレータ151と152のより具体的な構成が、また、図4には上記VCMドライバ116を構成する出力アンプ161と162のより具体的な構成が示されている。PWMコンパレータ151と152は同一構成、出力アンプ161と162も同一の構成であるので、以下、一方の回路151と161について説明する。
FIG. 3 shows a more specific configuration of the
図3に示されているように、上記PWMコンパレータ151は、シリアルポート111内のレジスタREGに設定されたNビット(Nは2以上の整数)のスルーレート設定値SRをアナログ電流Idに変換するD/A変換器DAC1を有する。また、PWMコンパレータ151は、D/A変換器DAC1の出力電流Idを電圧に変換するダイオード接続のPチャネルMOSトランジスタM1と、M1とカレントミラー接続されたMOSトランジスタM2,M3を有する。MOSトランジスタM1〜M3はそれぞれ同一サイズとされ、M2,M3にはM1のドレイン電流Idと同一の電流が流されるようになっている。
As shown in FIG. 3, the
また、PWMコンパレータ151は、上記MOSトランジスタM2と直列に接続されM2からの電流Idを電圧に変換するダイオード接続のNチャネルMOSトランジスタM5と、M5とカレントミラー接続されたMOSトランジスタM6を有する。MOSトランジスタM5とM6はゲート幅が1:2のようなサイズ比となるように形成され、M6にはM5のドレイン電流Idの2倍の電流2Idが流されるようになっている。
The
さらに、PWMコンパレータ151には、上記MOSトランジスタM5と並列に接続されたMOSトランジスタM4と、電圧入力−電圧出力型のコンパレータCMP1が設けられている。前記誤差アンプ114の出力VCTLまたはその反転信号−VCTLがコンパレータCMP1の非反転入力端子に、また三角波生成回路112により生成された三角波TRWがコンパレータCMP1の反転入力端子にそれぞれ入力されている。そして、このコンパレータCMP1の出力が上記MOSトランジスタM4のゲート端子に印加され、M4はコンパレータCMP1の出力に応じてオン状態またはオフ状態にされるように構成されている。
Further, the
これにより、図3のPWMコンパレータ151は、コンパレータCMP1の出力がロウレベルのときはMOSトランジスタM4がオフ状態にされて、M5にM2からの電流Idがそのまま流され、M6にその倍の電流2Idが流される。そのため、トランジスタM3の電流Idとの差分Id−2Id=−Idに相当する電流IpwmPを、M3とM6との接続ノードに結合された出力端子より出力する。
Thus, in the
ここで、マイナスの電流を出力するということは、電流を引き込むということである。一方、コンパレータCMP1の出力がハイレベルのときはMOSトランジスタM4がオン状態にされてM2からの電流IdがM4に流され、M5およびM6には電流が流れないようにされるため、M3の電流Idとの差分Id−0=Idに相当する電流IpwmPを出力端子へ向かって流す。 Here, outputting a negative current means drawing a current. On the other hand, when the output of the comparator CMP1 is at a high level, the MOS transistor M4 is turned on so that the current Id from M2 flows to M4 and no current flows to M5 and M6. A current IpwmP corresponding to the difference Id−0 = Id from Id is caused to flow toward the output terminal.
上記のように、スルーレート設定値SRに応じてよってMOSトランジスタM1に流れる電流Idが段階的に変化されることにより、出力電流IpwmPが段階的に変化可能に構成されている。そして、この出力電流IpwmPが段階的に変化されることにより、PWM駆動の際に出力電圧波形の傾きが制御可能とされ、スルーレートを小さくすることにより電流検出回路113の出力に乗るノイズを低減させることができる。ただし、スルーレートを小さくすると出力MOSトランジスタにおける電力損失が多くなるので、最適なスルーレートはノイズと電力損失のトレードオフにより決定される。そして、その最適な値は、適用されるシステムによって異なる。
As described above, the output current IpwmP can be changed stepwise by changing the current Id flowing through the MOS transistor M1 stepwise according to the slew rate setting value SR. The output current IpwmP is changed stepwise, so that the slope of the output voltage waveform can be controlled during PWM driving, and the noise on the output of the
図4に示されているように、出力アンプ161は、前記誤差アンプ114の出力VCTLと基準電圧VCMREFとの電位差を抵抗R7,R8(図2参照)の比で分圧した電圧Vin(+)と、基準電圧VCMREFとコイル端子VCMPの電圧との電位差を抵抗R9,R10(図2参照)の比で分圧した電圧Vin(-)とを入力とする初段差動アンプAMP1を備える。初段差動アンプAMP1は、Vin(+)とVin(-)の電位差に応じた電流を出力する。
As shown in FIG. 4, the
また、出力アンプ161は、前記ANDゲート118の出力であるモード制御信号PWM/LINによって制御され、上記初段差動アンプAMP1の出力またはPWMコンパレータ151から出力され出力アンプ161に入力される電流IpwmPのいずれかを選択する切替えスイッチSW1を備える。ここで、切替えスイッチSW1が初段差動アンプAMP1の出力を選択するようにされると、出力アンプ161はリニア駆動を行なう。また、切替えスイッチSW1がPWMコンパレータ151の出力IpwmPを選択するようにされると、出力アンプ161はPWM駆動を行なうこととなる。
The
図4において、M11,M12はボイスコイルモータのコイルの端子をそれぞれ駆動する出力トランジスタで、それぞれNチャネル型MOSFETにより構成されている。この2つの出力トランジスタM11,M12は正側の電源端子と負側の電源端子との間に、チャネルが直列をなすように接続されており、その中間接続点(ノード)から出力(VCMP)を取り出すプッシュプル方式の出力回路(最終段)を構成する。 In FIG. 4, M11 and M12 are output transistors that respectively drive the terminals of the coils of the voice coil motor, and are configured by N-channel MOSFETs. The two output transistors M11 and M12 are connected so that the channel is in series between the positive power supply terminal and the negative power supply terminal, and output (VCMP) is output from the intermediate connection point (node). A push-pull type output circuit (final stage) is formed.
上記切替えスイッチSW1の固定側端子には、エミッタ接地型増幅回路を形成するバイポーラトランジスタQ1のベースが接続されている。このバイポーラトランジスタQ1は、エミッタが抵抗R13を介して接地されるとともに、コレクタが定電流源I1に接続されて、いわゆるエミッタ接地型増幅回路を形成する。また、ベース・コレクタ間には容量C1が接続されている。この容量C1は位相補償を行う積分容量として作用する。 A base of a bipolar transistor Q1 forming a grounded emitter amplifier circuit is connected to the fixed side terminal of the changeover switch SW1. In the bipolar transistor Q1, an emitter is grounded via a resistor R13, and a collector is connected to a constant current source I1 to form a so-called grounded emitter amplifier circuit. A capacitor C1 is connected between the base and the collector. The capacitor C1 functions as an integration capacitor that performs phase compensation.
スイッチSW1を介して初段差動アンプAMP1の出力電流がトランジスタQ1のベースに入力されると、トランジスタQ1と容量C1によるミラー積分回路によってコレクタ電圧V1が決定される。コレクタ電圧V1は、入力電流の変化に応じてリニアに変化する。つまり、トランジスタQ1は、初段差動アンプAMP1の比較的小信号の出力電流をリニア増幅して電圧信号で出力する。 When the output current of the first-stage differential amplifier AMP1 is input to the base of the transistor Q1 via the switch SW1, the collector voltage V1 is determined by the Miller integrating circuit including the transistor Q1 and the capacitor C1. The collector voltage V1 changes linearly according to the change of the input current. That is, the transistor Q1 linearly amplifies the relatively small signal output current of the first-stage differential amplifier AMP1 and outputs it as a voltage signal.
一方、スイッチSW1を介してPWMコンパレータ151の出力電流IpwmPがトランジスタQ1のベースに入力されると、トランジスタQ1と容量C1によるミラー積分回路によってコレクタ電圧V1が決定される。電流IpwmPは、一定値である為、トランジスタQ1のコレクタに現れる電圧V1は、図5に示すように、電源電圧Vccに達するまでほぼ一定の傾き(=Ipwmp/C1 [V/s])で上昇する。そして、このQ1のコレクタ電圧V1は、差動アンプAMP2の非反転入力端子(+)に入力される。
On the other hand, when the output current IpwmP of the
差動アンプAMP2は差動電圧入力端子(非反転と反転)と2相電流出力端子(正相と負相)を有するアンプである。この差動アンプAMP2は、Q1のコレクタ電圧V1の変化に応じてほぼ直線的に出力電流が変化するように特性が設定されている。つまり、リニア動作するように構成されている。この差動アンプAMP2の反転入力端子(−)には、回路の出力端子OUTの電圧すなわちコイルの駆動電圧VCMPが抵抗R15を介してフィードバックされている。この差動アンプAMP2とその後段に接続されたアンプAMP3,AMP4および出力トランジスタM1,M2を含めた回路全体は、入力電圧であるコレクタ電圧V1を利得(=1+R15/R14)で増幅し、V1の変化に比例して変化する駆動電圧VCMPを出力するように構成されている。 The differential amplifier AMP2 is an amplifier having a differential voltage input terminal (non-inversion and inversion) and a two-phase current output terminal (positive phase and negative phase). The differential amplifier AMP2 has characteristics set such that the output current changes substantially linearly according to the change in the collector voltage V1 of Q1. That is, it is configured to perform a linear operation. The voltage of the output terminal OUT of the circuit, that is, the coil drive voltage VCMP is fed back to the inverting input terminal (−) of the differential amplifier AMP2 via the resistor R15. The entire circuit including the differential amplifier AMP2 and the amplifiers AMP3 and AMP4 and output transistors M1 and M2 connected to the subsequent stage amplifies the collector voltage V1 as an input voltage with a gain (= 1 + R15 / R14), A drive voltage VCMP that changes in proportion to the change in V1 is output.
これにより、スイッチSW1がPWMコンパレータからの電流IpwmPを出力アンプに入力させるように切り替えがなされるPWM駆動モードにおいては、前述したようにコンパレータの出力電流IpwmPの電流値がスルーレート設定値SRによってある値に設定されていると、出力電圧VCMPもそのスルーレートに応じた傾きで変化されるようになる。しかも、この実施例では、図3のPWMコンパレータの構成から分かるように、出力電圧VCMPの立ち上がりのスルーレートが変化されると、それに応じて立ち下がりのスルーレートも同じように変化される。これによって、PWM駆動の出力変化時に後述の電流アンプの出力Soutにのるノイズ(図7(B)参照)も、正側と負側で高さがほぼ同一にされ、誤差アンプ114の出力に接続されている外付け容量Cx2によって正側と負側が均一に平滑化される。これは、あるCx2の値に対して平滑後のノイズの大きさを最小にできることを意味している。即ち、駆動電流においてPWM駆動のパルスに同期したノイズの拡大を抑制できる。 Thus, in the PWM drive mode in which the switch SW1 is switched to input the current IpwmP from the PWM comparator to the output amplifier, as described above, the current value of the output current IpwmP of the comparator is the slew rate setting value SR. When the value is set, the output voltage VCMP is also changed with a slope corresponding to the slew rate. In addition, in this embodiment, as can be seen from the configuration of the PWM comparator in FIG. 3, when the rising slew rate of the output voltage VCMP is changed, the falling slew rate is also changed accordingly. As a result, the noise (see FIG. 7B) on the output Sout of a current amplifier, which will be described later, when the output of the PWM drive is changed is made substantially the same on the positive side and the negative side. The positive side and the negative side are uniformly smoothed by the connected external capacitor Cx2. This means that the magnitude of noise after smoothing can be minimized with respect to a certain value of Cx2. That is, it is possible to suppress an increase in noise synchronized with the PWM drive pulse in the drive current.
次に、図4において上記差動アンプAMP2と出力トランジスタM11,M12との間に設けられているバッファ・アンプAMP3,AMP4を含む回路部分について説明する。
図4に示されているように、差動アンプAMP2の正相出力(+)はバッファ・アンプAMP3の非反転入力端子に入力される。このバッファ・アンプAMP3の出力電圧は出力トランジスタM11のゲートに印加される。バッファ・アンプAMP3は、その出力電圧が自分の反転入力端子にフィードバックされることにより、ボルテージフォロワとして動作する。このようなバッファ・アンプを設けているのは、出力トランジスタM11はそのサイズが大きいのでゲート容量も大きく、所望の特性を保持したまま差動アンプAMP2の出力でM11を直接駆動するには駆動力が足りなくなるためである。
Next, the circuit portion including the buffer amplifiers AMP3 and AMP4 provided between the differential amplifier AMP2 and the output transistors M11 and M12 in FIG. 4 will be described.
As shown in FIG. 4, the positive phase output (+) of the differential amplifier AMP2 is input to the non-inverting input terminal of the buffer amplifier AMP3. The output voltage of the buffer amplifier AMP3 is applied to the gate of the output transistor M11. The buffer amplifier AMP3 operates as a voltage follower by feeding back its output voltage to its inverting input terminal. The reason why such a buffer amplifier is provided is that the output transistor M11 is large in size and has a large gate capacity, and the driving power is required to directly drive M11 with the output of the differential amplifier AMP2 while maintaining the desired characteristics. This is because there is not enough.
また、この実施例においては、差動アンプAMP2の正相側出力端子とボイスコイルモータのコイルが接続される出力端子OUTとの間、つまりバッファ・アンプAMP3の入力と出力端子OUTとの間に、抵抗R11とMOSトランジスタM15が直列に接続されている。そして、MOSトランジスタM15のソース側が出力端子OUTに接続され、ドレイン側は抵抗R11を直列に介してバッファ・アンプAMP3の入力に接続され、ゲートはバッファ・アンプAMP3の入力に接続されている。 In this embodiment, the positive phase output terminal of the differential amplifier AMP2 and the output terminal OUT to which the coil of the voice coil motor is connected, that is, between the input of the buffer amplifier AMP3 and the output terminal OUT. The resistor R11 and the MOS transistor M15 are connected in series. The source side of the MOS transistor M15 is connected to the output terminal OUT, the drain side is connected to the input of the buffer amplifier AMP3 via the resistor R11 in series, and the gate is connected to the input of the buffer amplifier AMP3.
バッファ・アンプAMP3はボルテージフォロワとして動作するので、MOSトランジスタM15のゲートと出力トランジスタM11のゲートに印加される電圧は同一となる。これにより、M11とM15はカレントミラー回路を構成する。従って、MOSトランジスタM11とM15のサイズ比をNとすると、出力トランジスタM11はM15のドレイン電流のN倍の電流を流すように駆動される。 Since the buffer amplifier AMP3 operates as a voltage follower, the voltage applied to the gate of the MOS transistor M15 and the gate of the output transistor M11 is the same. Thereby, M11 and M15 form a current mirror circuit. Accordingly, when the size ratio of the MOS transistors M11 and M15 is N, the output transistor M11 is driven to pass a current N times the drain current of M15.
同様にして、差動アンプAMP2の負相出力(−)がバッファ・アンプAMP4の非反転入力端子に入力され、このアンプAMP4の出力電圧が出力トランジスタM12のゲートに印加されるようになっている。バッファ・アンプAMP4はその出力電圧が自分の反転入力端子にフィードバックされることにより、ボルテージフォロワとして動作する。このバッファ・アンプAMP4の入力と出力端子OUTとの間にも、抵抗R12とMOSトランジスタM16が直列に接続されている。MOSトランジスタM16のソース側は接地点に接続され、ドレイン側は抵抗R12を直列に介してバッファ・アンプAMP4の入力に接続され、ゲートはバッファ・アンプAMP4の入力に接続されている。 Similarly, the negative phase output (−) of the differential amplifier AMP2 is input to the non-inverting input terminal of the buffer amplifier AMP4, and the output voltage of the amplifier AMP4 is applied to the gate of the output transistor M12. . The buffer amplifier AMP4 operates as a voltage follower by feeding back its output voltage to its inverting input terminal. A resistor R12 and a MOS transistor M16 are also connected in series between the input of the buffer amplifier AMP4 and the output terminal OUT. The source side of the MOS transistor M16 is connected to the ground point, the drain side is connected to the input of the buffer amplifier AMP4 via the resistor R12 in series, and the gate is connected to the input of the buffer amplifier AMP4.
ここで、MOSトランジスタM16のゲートと出力トランジスタM12のゲートに印加される電圧は同一であり、上記の場合と同様、M12とM16はカレントミラー回路を構成している。従って、出力トランジスタM12は、M16のドレイン電流のMOSトランジスタM12とM16のサイズ比をNとすると、N倍の電流を流すように駆動される。 Here, the voltage applied to the gate of the MOS transistor M16 and the gate of the output transistor M12 is the same, and M12 and M16 constitute a current mirror circuit as in the above case. Accordingly, the output transistor M12 is driven so as to pass N times the current, where N is the size ratio of the MOS transistors M12 and M16 of the drain current of M16.
トランジスタM15,M16と直列に設けられている抵抗R11とR12は、パルス駆動モードでPWMコンパレータ151から大きな電流IpwmPが入力されてトランジスタM15,M16に大きな電流が流されるようになると、トランジスタM15,M16のゲート・ソース間電圧の上昇速度がダイオード接続によって制限されるのを、M15とM16をON抵抗動作させることによって、防ぐために挿入されている。上記のような作用により、出力アンプ161(162)は、大振幅動作するパルス駆動モード時には比較的高スルーレートで動作する一方、小振幅動作する出力リニア駆動モード時は比較的低スルーレートで動作する。
When a large current IpwmP is input from the
さらに、図4の実施例の回路においては、上記抵抗R11およびトランジスタM15と直列にスイッチSW3と定電流源I2が、また抵抗R12およびトランジスタM16と直列にスイッチSW4と定電流源I3が設けられている。そして、上記スイッチSW3,SW4は、例えばモード切替え信号PWM/LINによってオン、オフされ、リニア駆動モードでヘッドを停止状態に保持するアイドリングの時に電流源I2,I3の電流を抵抗R13,R14へ向かって流すように制御される。リニア駆動モードでは、この電流源I2,I3のN倍電流がパワーMOSM11とM12のアイドリング電流(貫通電流)となり、出力OUTのゼロクロス歪みを低減している。即ち、アンプAMP3, AMP4はAB級動作する。尚、アイドリング電流値は比較的小さな値で良い。
PWM駆動モードでは、アイドリング電流を流さないように、SW3とSW4をオープンにしている。このとき、アンプAMP3,AMP4はB級動作する。
Further, in the circuit of the embodiment of FIG. 4, a switch SW3 and a constant current source I2 are provided in series with the resistor R11 and the transistor M15, and a switch SW4 and a constant current source I3 are provided in series with the resistor R12 and the transistor M16. Yes. The switches SW3 and SW4 are turned on and off by, for example, the mode switching signal PWM / LIN, and the currents of the current sources I2 and I3 are directed to the resistors R13 and R14 when idling to hold the head in the linear drive mode. Controlled to flow. In the linear drive mode, the N-fold current of the current sources I2 and I3 becomes the idling current (through current) of the power MOSs M11 and M12, and the zero-cross distortion of the output OUT is reduced. That is, the amplifiers AMP3 and AMP4 operate in class AB. The idling current value may be a relatively small value.
In the PWM drive mode, SW3 and SW4 are open so that no idling current flows. At this time, the amplifiers AMP3 and AMP4 operate in class B.
この実施例では、リニア駆動モード時のアンプAMP3, AMP4はAB級動作させられることにより、出力回路のスイッチングノイズを回避して、ボイスコイルモータの駆動電流を高精度かつ高安定に制御することができる。したがって、ヘッド位置を細かく精密制御するトラッキング移動も高精度かつ高安定に行わせることができる。
PWM駆動モードでは、アンプAMP3, AMP4はB級動作させられることにより、大振幅、高スルーレートでの貫通電流を回避することができる。
In this embodiment, the amplifiers AMP3 and AMP4 in the linear drive mode are operated in class AB, so that switching noise of the output circuit can be avoided and the drive current of the voice coil motor can be controlled with high accuracy and high stability. it can. Accordingly, tracking movement for finely controlling the head position can be performed with high accuracy and high stability.
In the PWM drive mode, the amplifiers AMP3 and AMP4 are operated in class B, so that a through current with a large amplitude and a high slew rate can be avoided.
本実施例のモータ駆動回路110は、第1モード制御信号MODEと第2モード制御信号SGLPWMに基づいて、コイルの両端子をPWM駆動する「両側PWM駆動モード」、コイルの一方の端子をPWM駆動し他方をリニア駆動する「片側PWM駆動モード」およびコイルの両端子をリニア駆動する「リニア駆動モード」のいずれかが設定される。図6には、各モードが設定された場合のモータ駆動回路110内の要部の信号の変化を示すタイミングチャートが示されている。このうち、「両側PWM駆動モード」と「片側PWM駆動モード」はヘッドのシーク時に使用され、「リニア駆動モード」はトラッキング時に使用される。
The
図6には、3つの駆動モードが示されているが、一般には、「両側PWM駆動モード」と「リニア駆動モード」との組合せ、あるいは「片側PWM駆動モード」と「リニア駆動モード」の組合せによって、シーク動作からトラッキング動作に移行するように制御すれば充分である。ただし、図6のような順番で3つの駆動モードを切り替えるようにすることも可能である。 FIG. 6 shows three drive modes. In general, a combination of “double-side PWM drive mode” and “linear drive mode”, or a combination of “one-side PWM drive mode” and “linear drive mode”. Therefore, it is sufficient to control to shift from the seek operation to the tracking operation. However, it is also possible to switch the three drive modes in the order shown in FIG.
ところで、上記「片側PWM駆動モード」であっても、図2の"VCMP"側の端子をPWM駆動し他方の端子(VCMN)をリニア駆動する方式と、"VCMP"側の端子をリニア駆動し他方の端子(VCMN)をPWM駆動する方式とが考えられる。 By the way, even in the “one-side PWM drive mode”, the “VCMP” side terminal in FIG. 2 is PWM-driven and the other terminal (VCMN) is linearly driven, and the “VCMP” -side terminal is linearly driven. It is conceivable that the other terminal (VCMN) is PWM driven.
本実施例のボイスコイルモータ駆動回路においては、図6のタイミングチャートの片側PWM駆動の期間に示されているように、後者すなわち"VCMP"側の端子をリニア駆動し"VCMN"側の端子をPWM駆動するようにしている。これは、どちらの方式も、電力損失を抑えつつある程度高速で磁気ヘッドを移動させるという点では同じであるが、電流検出回路113の差動アンプ(電流センスアンプ)AMP0の出力にのるノイズの点では、本実施例のように、センス抵抗Rsが接続されている"VCMP"側の端子をリニア駆動し、反対の"VCMN"側の端子をPWM駆動する方が望ましい結果が得られるためである。
In the voice coil motor drive circuit of this embodiment, as shown in the one-side PWM drive period of the timing chart of FIG. 6, the latter, that is, the “VCMP” side terminal is linearly driven, and the “VCMN” side terminal is set. PWM driving is performed. Both methods are the same in that the magnetic head is moved at a high speed while suppressing power loss, but the noise on the output of the differential amplifier (current sense amplifier) AMP0 of the
具体的には、"VCMP"側の端子をPWM駆動すると、コイルの両端子電圧はPWMパルスの立ち下がり立ち上がりに連動して大きくスイングされる。この電圧が電流センスアンプに入力されると、電流センスアンプは差動アンプであり同相成分を除去することができるので、理想的な差動アンプであれば出力への影響はないはずであるが、実際の差動アンプは有限のCMRRを持つため、電流センスアンプの出力にノイズがのってしまい、これが制御精度を低下させる原因となる。 Specifically, when the terminal on the “VCMP” side is PWM-driven, both terminal voltages of the coil are greatly swung in conjunction with the falling edge of the PWM pulse. When this voltage is input to the current sense amplifier, the current sense amplifier is a differential amplifier and can remove common-mode components, so an ideal differential amplifier should have no effect on the output. Since an actual differential amplifier has a finite CMRR, noise is added to the output of the current sense amplifier, which causes a reduction in control accuracy.
本実施例では、センス抵抗Rsが接続されている"VCMP"側の端子をリニア駆動するようにしているため、上記のようなPWMパルスの立ち下がり立ち上がり時に電流センスアンプのコモンモード電圧は固定され、電流センスアンプの出力にのるノイズを減らすことができる。 In this embodiment, since the terminal on the “VCMP” side to which the sense resistor Rs is connected is linearly driven, the common mode voltage of the current sense amplifier is fixed when the PWM pulse falls as described above. The noise on the output of the current sense amplifier can be reduced.
また、図2の実施例のボイスコイルモータ駆動回路においては、電流センスアンプの出力と駆動電流指令VCMINとの差分を増幅する誤差アンプ114の出力側に設けられている位相補償回路119が、直列の抵抗Rxと容量Cxおよびこれらと並列に設けられた容量Cx2とから構成されている。これにより、PWM駆動時における誤差アンプ114の出力のノイズを有効に抑えることができる。
In the voice coil motor drive circuit of the embodiment of FIG. 2, the
図7には、両側PWM駆動時におけるコイル駆動電圧VCMP,VCMNと、電流センスアンプ113の出力Soutと、誤差アンプ114の出力VCTL、コイルに流れる電流Ivcmの変化の様子が示されている。図7(A),(B)より、コイル駆動電圧VCMP,VCMNの立ち上がりと立ち下がりに応じて電流センスアンプ113の出力Soutにノイズが現れる様子が分かる。このノイズは、コイル駆動電圧VCMP,VCMNのスルーレートに比例しており、本実施例のようなスルーレート制御をしない場合における電流センスアンプ113の出力Soutには、図7(B)に破線で示すように比較的大きなノイズが現われ、その結果、誤差アンプ114の出力VCTLにノイズがのってしまう。
FIG. 7 shows changes in the coil drive voltages VCMP and VCMN, the output Sout of the
これに対し、本実施例を適用してスルーレート制御を行なった場合には、図7(B)に実線で示すようにノイズが低減される。電流センスアンプ113の出力Soutにノイズがのると、本来なら誤差アンプ114の出力VCTLにそのままノイズが現われてしまう。これに対し、本実施例においては、直列の抵抗Rxと容量Cxおよびこれらと並列に設けられた容量Cx2とから構成された位相補償回路119が、誤差アンプ114の出力側に設けられているため、図7(C)に実線で示すように誤差アンプ114の出力のノイズを有効に抑えることができる。
On the other hand, when the slew rate control is performed by applying this embodiment, the noise is reduced as shown by the solid line in FIG. If noise appears in the output Sout of the
図7(C)には、位相補償回路119に容量Cx2がない場合、つまり位相補償回路119が直列の抵抗Rxと容量Cxからなる場合の誤差アンプ114の出力波形を破線で示す。前述の特許文献3に記載の発明では、誤差アンプ114の出力側に設けられている位相補償回路119は直列の抵抗Rxと容量Cxのみから構成され、並列の容量Cx2が設けられていなかった。従って、図7(C)の破線は、特許文献3に記載の発明における誤差アンプの出力波形を表わしているとみなすことができる。図7(C)の実線と破線を比較すると、位相補償回路119に並列の容量Cx2を設けるだけで、誤差アンプ114の出力のノイズを有効に抑えることができることが分かる。
In FIG. 7C, the output waveform of the
図8には、位相補償回路119の周波数特性を示す。横軸が周波数、縦軸はゲインである。図8において、実線は直列の抵抗Rxと容量Cxおよびこれらと並列に設けられた容量Cx2とから構成された本実施例の位相補償回路119の周波数特性、破線は並列の容量Cx2を持たず直列の抵抗Rxと容量Cxのみから構成された位相補償回路の周波数特性である。
FIG. 8 shows the frequency characteristics of the
図8より、並列容量Cx2を持たない場合には破線のような特性であるものが、並列容量Cx2を設けることで、新たに、f2=1/2π・Cx2・Rxに極を有する実線のような特性を有するようになることが分かる。この極の周波数f2が、PWMの駆動周波数よりも低くなるように、Cx2,Rxの値を設定してやれば、PWM駆動によって電流センスアンプ113を通して誤差アンプ114の出力にのるノイズを低減することができる。
As shown in FIG. 8, when the parallel capacitor Cx2 is not provided, the characteristic shown by a broken line is as shown by a solid line having a pole newly at f2 = 1 / 2π · Cx2 · Rx by providing the parallel capacitor Cx2. It turns out that it has a characteristic. If the values of Cx2 and Rx are set so that the frequency f2 of this pole is lower than the PWM drive frequency, noise on the output of the
以上説明したように、本実施例のボイスコイルモータ駆動回路においては、ボイスコイルモータのコイル電流を検出する電流センスアンプ113の出力をサンプル・ホールドせずに誤差アンプ114に供給するようにしている。これにより、サンプリングタイミングのずれによって電流検出誤差が発生するようなことがない。また、電流センスアンプの出力をサンプル・ホールドしないため、ボイスコイルモータ駆動回路がPWM駆動方式のスピンドルモータ駆動回路と同一の半導体チップ上に形成されるような場合、ボイスコイルモータ駆動回路におけるPWM駆動のサンプリングの際にスピンドルモータ駆動回路のノイズを拾って電流検出誤差が発生して、制御精度が低下してしまうようなことがない。
As described above, in the voice coil motor drive circuit of this embodiment, the output of the
具体的には、電流センスアンプの出力をサンプル・ホールドするようにしたモータ駆動回路においては、図10に符号T2で示されているように、サンプリングクロックSCKのタイミングと例えばスピンドルモータ駆動回路のU相の立ち上がりのタイミングが一致すると、ホールド後の電流センスアンプ出力が高くなってしまう。その結果、ボイスコイルモータのコイル電流Ivcmが、図10(E)のように不定期変動を起こすことがある。 Specifically, in the motor drive circuit that samples and holds the output of the current sense amplifier, the timing of the sampling clock SCK and the U of the spindle motor drive circuit, for example, as shown by reference numeral T2 in FIG. When the phase rising timings coincide, the current sense amplifier output after the holding becomes high. As a result, the coil current Ivcm of the voice coil motor may fluctuate irregularly as shown in FIG.
これに対し、本実施例のボイスコイルモータ駆動回路においては、電流センスアンプの出力をサンプル・ホールドせずに誤差アンプに供給するため、スピンドルモータ駆動端の急峻な変化による結合ノイズをサンプル・ホールド回路がホールドすることがない。これにより、図9に示すように、ボイスコイルモータのコイル電流Ivcmは不定期変動を起こさないようになるという利点がある。そのため、磁気ヘッドの位置決め制御精度が向上されるようになる。 On the other hand, in the voice coil motor drive circuit of this embodiment, since the output of the current sense amplifier is supplied to the error amplifier without being sampled and held, the coupling noise due to a sharp change of the spindle motor drive end is sampled and held. The circuit will not hold. As a result, as shown in FIG. 9, there is an advantage that the coil current Ivcm of the voice coil motor does not fluctuate irregularly. For this reason, the magnetic head positioning control accuracy is improved.
また、本実施例のボイスコイルモータ駆動回路においては、PWM駆動時にボイスコイルモータのコイルの端子に印加される駆動電圧のスルーレートを制御するスルーレート制御回路を設けるようにしている。サンプル・ホールドしないことにより、PWM駆動時にコイル端子電圧のスイングによって電流検出用アンプの出力に変動が生じ、その変動によって制御精度が低下するおそれがあるが、本実施例のようにコイルの端子に印加される駆動電圧のスルーレートを制御することによって、変動の発生を抑制できる。その結果、ヘッドの位置決め制御精度を向上させることができる。 In the voice coil motor drive circuit of this embodiment, a slew rate control circuit for controlling the slew rate of the drive voltage applied to the coil terminal of the voice coil motor during PWM drive is provided. By not sampling and holding, the output of the current detection amplifier may fluctuate due to the swing of the coil terminal voltage during PWM driving, and the fluctuation may cause a reduction in control accuracy. By controlling the slew rate of the applied drive voltage, the occurrence of fluctuation can be suppressed. As a result, the head positioning control accuracy can be improved.
さらに、電流センスアンプの出力をサンプル・ホールドするようにしたボイスコイルモータ駆動回路においては、サンプリングタイミングの遅延によって、図11(A)のように、PWM駆動時の電流センスアンプのゲイン周波数特性Aがゲインピークを有し、リニア駆動時の電流センスアンプのゲイン周波数特性Bと大きくずれてしまう。これに対し、本実施例のボイスコイルモータ駆動回路においては、図11(B)のように、PWM駆動時の電流センスアンプのゲイン周波数特性はゲインピークを有することがなく、PWM駆動時の電流センスアンプのゲイン周波数特性Aとリニア駆動時の電流センスアンプのゲイン周波数特性Bとがほぼ一致する。その結果、シーク時のPWM駆動からトラッキング時のリニア駆動に切り替える際のセトリングタイムが短くなるという利点がある。 Further, in the voice coil motor drive circuit in which the output of the current sense amplifier is sampled and held, the gain frequency characteristic A of the current sense amplifier during PWM drive as shown in FIG. Has a gain peak and is greatly deviated from the gain frequency characteristic B of the current sense amplifier during linear driving. On the other hand, in the voice coil motor driving circuit of this embodiment, as shown in FIG. 11B, the gain frequency characteristic of the current sense amplifier at the time of PWM driving does not have a gain peak, and the current at the time of PWM driving is The gain frequency characteristic A of the sense amplifier and the gain frequency characteristic B of the current sense amplifier during linear driving substantially coincide. As a result, there is an advantage that the settling time when switching from the PWM driving during seeking to the linear driving during tracking is shortened.
ところで、本実施例のボイスコイルモータ駆動回路のように、複数の駆動モードを有する回路において、モードを切り替えた際にコイル電流Ivcmが変化するとヘッドの位置がずれ、正しい位置に修正するまでの時間が長くなるおそれがある。そこで、このような位置ずれを防止するために、以下のような制御を行なうのが望ましい。図12に、本実施例のボイスコイルモータ駆動回路において、両側PWM駆動モードとリニア駆動モード間で生じるVCMコイルの駆動電流の差ΔIvcmをVCMコイルの駆動電流の最大指示値Ivcmmaxで正規化した値を、VCMコイルの駆動電流の指示値Ivcmを横軸にとって示す。 By the way, in a circuit having a plurality of drive modes, such as the voice coil motor drive circuit of the present embodiment, when the coil current Ivcm changes when the mode is switched, the position of the head is shifted, and the time required for correction to the correct position May become longer. Therefore, in order to prevent such a displacement, it is desirable to perform the following control. FIG. 12 shows a value obtained by normalizing the VCM coil drive current difference ΔIvcm generated between the both-side PWM drive mode and the linear drive mode with the maximum instruction value Ivcmmax of the VCM coil in the voice coil motor drive circuit of this embodiment. Is indicated with the horizontal axis representing the instruction value Ivcm of the drive current of the VCM coil.
図12より、コイル電流Ivcmが−0.2mA〜0.4mAの範囲で誤差電流ΔIvcmがゼロに近くなっていることが分かる。また、駆動モードを変更するタイミングは、絶対値が同じポイントである方が、設計が容易である。これより、駆動モードを変更するタイミングは、コイル電流Ivcmが−0.2mA,0.2mAのポイントである。図1のコントローラ260は、ボイスコイルモータ駆動回路110に対して電流指令値として上記のような値を与えるときに、モード制御信号MODEを変化させるようにすれば良い。
FIG. 12 shows that the error current ΔIvcm is close to zero when the coil current Ivcm is in the range of −0.2 mA to 0.4 mA. The timing for changing the drive mode is easier to design if the absolute values are the same point. Thus, the timing for changing the drive mode is the point at which the coil current Ivcm is -0.2 mA, 0.2 mA. The
ここで、PWM駆動モードとして片側PWM駆動モードを使用し、片側PWM駆動モードからリニア駆動モードへ移行させるようにすれば、電流センスアンプのコモンモード電圧の変動が抑制されコイル駆動電流の差ΔIvcmをほぼ無くすことができるので、この点でより有効な効果が期待できる。従って、片側PWM駆動モードとリニア駆動モードの併用は有効である。ただし、現在、ハードディスク記憶装置では、トラッキング時の電流制御は±60μAであり、リニア駆動モードでは可能であるが、両側PWM駆動モードはもちろん片側PWM駆動モードでもこの要求を満たすことはできない一方、片側PWM駆動モードでの消費電力低減の効果は両側PWM駆動モードの場合の半分である。 Here, if the one-side PWM drive mode is used as the PWM drive mode and the one-side PWM drive mode is shifted to the linear drive mode, the fluctuation of the common mode voltage of the current sense amplifier is suppressed, and the difference ΔIvcm in the coil drive current is set. Since it can be almost eliminated, a more effective effect can be expected in this respect. Therefore, the combined use of the one-side PWM drive mode and the linear drive mode is effective. However, currently, in hard disk storage devices, the current control during tracking is ± 60 μA, which is possible in the linear drive mode, but this requirement cannot be satisfied even in the one-side PWM drive mode as well as the two-sided PWM drive mode. The effect of reducing power consumption in the PWM drive mode is half that in the double-sided PWM drive mode.
よって、PWM駆動モードとして片側PWM駆動モードを使用するか、両側PWM駆動モードを使用するかは適用するシステムに応じて使い分けるのが良い。例えば、低消費電力優先のシステムでは両側PWM駆動モードとリニア駆動モードの併用を適用し、より高密度の記録が必要なシステムでは、駆動モード変更時のコイル電流誤差の小さな片側PWM駆動モードとリニア駆動モードの併用を適用するようにすれば良い。 Therefore, it is preferable to use the one-side PWM drive mode or the two-side PWM drive mode as the PWM drive mode depending on the system to be applied. For example, in a system that prioritizes low power consumption, a combination of both-side PWM drive mode and linear drive mode is applied, and in a system that requires higher density recording, one-side PWM drive mode and linear that have a small coil current error when changing the drive mode are applied. A combination of drive modes may be applied.
以上、本発明者によってなされた発明を実施態様にもとづき具体的に説明したが、本発明は上記実施態様に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。例えば、上記実施例においては、3つの駆動モードを使用する場合、シーク動作を「両側PWM駆動モード」と「片側PWM駆動モード」により行ない、トラッキング動作を「リニア駆動モード」で行なうと説明した。これに限定されず、シーク動作からトラッキング動作へ移行する際は、「両側PWM駆動モード」→「片側PWM駆動モード」→「リニア駆動モード」の順に駆動モードを変更し、逆にトラッキング動作からシーク動作へ移行する際は、「リニア駆動モード」→「両側PWM駆動モード」の順に駆動モードを変更させるように構成してもよい。トラッキング動作からシーク動作へ移行する際には、逆の場合よりも高い精度は要求されないためである。 As mentioned above, the invention made by the present inventor has been specifically described based on the embodiments. However, the present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention. Not too long. For example, in the above embodiment, when three drive modes are used, it has been described that the seek operation is performed in the “bilateral PWM drive mode” and the “one-side PWM drive mode” and the tracking operation is performed in the “linear drive mode”. However, the present invention is not limited to this. When shifting from the seek operation to the tracking operation, the drive mode is changed in the order of “both sides PWM drive mode” → “one side PWM drive mode” → “linear drive mode”, and conversely, the tracking operation is changed to the seek operation. When shifting to the operation, the drive mode may be changed in the order of “linear drive mode” → “double-side PWM drive mode”. This is because, when shifting from the tracking operation to the seek operation, higher accuracy is not required than in the reverse case.
また、実施例では、コントローラ260との間でデータの入出力を行なうポートとしてシリアルポート111を設けているが、データをパラレルに入出力するポートを設けても良い。ただし、シリアルポートとすることにより外部端子数を減らすことができる。さらに、実施例では、シリアルポート111を介して受けるデータの例として、モードを指定するデータと駆動電圧のスルーレートを制御するデータ、誤差アンプ114に供給される電流指令値等を挙げたが、これら以外のデータを送受信できるように構成しても良い。また、このポートは双方向でなく、コントローラ260からボイスコイルモータ駆動回路110へ送られてくるデータを受ける一方向のみのポート(入力ポート)であってもよい。
In the embodiment, the
以上の説明では主として本発明者によってなされた発明をその背景となった利用分野であるハードディスクを記憶媒体とする磁気ディスク記憶装置に適用した場合について説明したが、本発明にそれに限定されるものでなく、フレキシブルディスクを記憶媒体とする磁気ディスク記憶装置などボイスコイルモータを使用する装置一般に利用することができる。 In the above description, the case where the invention made by the present inventor is applied to a magnetic disk storage device using a hard disk as a storage medium, which is a field of use as a background, has been described. However, the present invention is not limited thereto. However, the present invention can be generally used for a device using a voice coil motor such as a magnetic disk storage device using a flexible disk as a storage medium.
100 磁気記憶ディスク
102 スピンドルモータ
106 磁気ヘッド
108 ボイスコイルモータ
110 ボイスコイルモータ駆動回路
111 シリアルポート
112 三角波発生回路
113 電流検出回路(電流センスアンプ)
114 誤差アンプ
115 パルス制御回路
116 VCMドライバ
119 位相補償回路
150 反転アンプ
151,152 PWMコンパレータ
161,162 出力アンプ
230 信号処理回路(信号処理IC)
260 コントローラ
261 マイクロコンピュータ
262 補償回路
DESCRIPTION OF
114
260
Claims (11)
前記コイルと直列に接続された電流検出用抵抗の端子間電圧を検出して前記コイルに流れる電流の大きさを検出する電流検出回路と、
PWM動作中、連続信号を出力する該電流検出回路の出力と制御装置からの電流指令値との電位差に応じた電圧を生成する誤差アンプとを備えたボイスコイルモータ駆動回路であって、
前記誤差アンプの出力に応じて前記出力回路により前記コイルの端子を前記PWM制御で駆動して電流を流すモードを有し、
前記コイルの駆動電圧のスルーレートがプログラミング可能に構成されており、前記PWM駆動によって発生する前記電流検出回路の出力変動が制御可能に構成されていることを特徴とするボイスコイルモータ駆動回路。 An output circuit for generating a drive voltage to be applied to both terminals of the coil of the voice coil motor;
A current detection circuit for detecting a voltage between terminals of a current detection resistor connected in series with the coil and detecting a magnitude of a current flowing through the coil;
A voice coil motor drive circuit comprising an error amplifier that generates a voltage according to a potential difference between an output of the current detection circuit that outputs a continuous signal and a current command value from a control device during PWM operation,
In accordance with the output of the error amplifier, the output circuit has a mode in which the terminal of the coil is driven by the PWM control to flow current,
A voice coil motor drive circuit, wherein a slew rate of the drive voltage of the coil is configured to be programmable, and output fluctuation of the current detection circuit generated by the PWM drive is controllable.
前記電流検出用抵抗の他方と前記コイルの他方が接続されることを特徴とするボイスコイルモータ駆動回路。 2. The first terminal according to claim 1, wherein the first terminal connected to one of the current detection resistors, the second terminal connected to one of the coils, and the first and second terminals are driven by the PWM control. And a second mode in which the first terminal is driven by linear control and the second terminal is driven by the PMW control,
A voice coil motor drive circuit, wherein the other of the current detection resistor and the other of the coil are connected.
前記コイルと直列に接続された電流検出用抵抗の端子間電圧を検出して前記コイルに流れる電流の大きさを検出する電流検出回路と、
PWM動作中、連続信号を出力する該電流検出回路の出力と制御装置からの電流指令値との電位差に応じた電圧を生成する誤差アンプとを備え、
前記誤差アンプの出力に応じて前記出力回路により前記コイルの端子をPWM制御で駆動して電流を流すことが可能なボイスコイルモータ駆動回路であって、
前記誤差アンプの出力端子と基準電位点との間には、直列接続の抵抗および第1の容量を有する位相補償回路が設けられ、前記直列接続の抵抗および第1の容量と並列に第2の容量が接続されており、前記第2の容量に前記PWM駆動によって発生する前記電流検出回路の変動信号が流れることを特徴とするボイスコイルモータ駆動回路。 An output circuit for generating a drive voltage to be applied to both terminals of the coil of the voice coil motor;
A current detection circuit for detecting a voltage between terminals of a current detection resistor connected in series with the coil and detecting a magnitude of a current flowing through the coil;
An error amplifier that generates a voltage according to a potential difference between an output of the current detection circuit that outputs a continuous signal and a current command value from a control device during PWM operation;
A voice coil motor driving circuit capable of flowing current by driving the terminal of the coil by PWM control by the output circuit according to the output of the error amplifier;
A phase compensation circuit having a series-connected resistor and a first capacitor is provided between the output terminal of the error amplifier and a reference potential point, and a second circuit is provided in parallel with the series-connected resistor and the first capacitor. A voice coil motor drive circuit, wherein a capacitor is connected, and a fluctuation signal of the current detection circuit generated by the PWM drive flows through the second capacitor.
前記電流検出用抵抗の他方と前記コイルの他方が接続されることを特徴とするボイスコイルモータ駆動回路。 5. The first terminal connected to one of the current detection resistors, the second terminal connected to one of the coils, and the first and second terminals driven by the PWM control according to claim 4. And a second mode in which the first terminal is driven by linear control and the second terminal is driven by PMW control,
A voice coil motor drive circuit, wherein the other of the current detection resistor and the other of the coil are connected.
前記コイルと直列に接続された電流検出用抵抗の両端子間電圧を検出して前記コイルに流れる電流の大きさを検出する電流検出回路と、
PWM動作中、連続信号を出力する該電流検出回路の出力と制御装置からの電流指令値との電位差に応じた電圧を生成する誤差アンプとを備え、
前記誤差アンプの出力に応じて前記出力回路により前記コイルの端子をPWM制御で駆動して電流を流すことが可能なボイスコイルモータ駆動回路であって、
前記電流検出用抵抗の一方に接続された第1端子と、前記コイルの一方に接続された第2端子と、前記第1及び第2端子を前記PWM制御する第1モードと、前記第1端子をリニア制御で駆動し前期第2端子を前記PMW制御で駆動する第2モードと、前記第1及び第2端子を前記リニア制御で駆動する第3モードとを有し、前記電流検出用抵抗の他方と前記コイルの他方が接続され、前記制御装置から供給されるモードを指示する情報に応じて前記第1〜第3モードのいずれかが選択されることを特徴とするボイスコイルモータ駆動回路。 An output circuit for generating a drive voltage to be applied to both terminals of the coil of the voice coil motor;
A current detection circuit for detecting a voltage between both terminals of a current detection resistor connected in series with the coil and detecting a magnitude of a current flowing through the coil;
An error amplifier that generates a voltage according to a potential difference between an output of the current detection circuit that outputs a continuous signal and a current command value from a control device during PWM operation;
A voice coil motor driving circuit capable of flowing current by driving the terminal of the coil by PWM control by the output circuit according to the output of the error amplifier;
A first terminal connected to one of the current detection resistors; a second terminal connected to one of the coils; a first mode for PWM controlling the first and second terminals; and the first terminal. The second terminal is driven by the PMW control, and the third mode is driven by the linear control of the first and second terminals. A voice coil motor drive circuit, wherein the other and the other of the coils are connected, and one of the first to third modes is selected according to information indicating a mode supplied from the control device.
前記ボイスコイルモータ駆動回路は、前記コイルと直列に接続された電流検出用抵抗の端子間電圧を検出して前記コイルに流れる電流の大きさを検出する電流検出回路と、PWM動作中、連続信号を出力する該電流検出回路の出力と制御装置からの電流指令値との電位差に応じた電圧を生成する誤差アンプと、前記ボイスコイルモータのコイルの両端子をPWM制御で駆動する第1モードと、前記コイルの両端子をそれぞれリニア制御で駆動する第2モードとを備え、前記磁気ヘッドが記憶トラックを跨いで移動するシーク時に前記第1モードが実行され、前記磁気ヘッドが隣接する記憶トラックを順次走査するトラッキング時に前記第2モードが実行されることを特徴とする磁気ディスク記憶装置。 A magnetic head for reading information from a storage track on a rotationally driven magnetic storage disk, a voice coil motor for moving the magnetic head on the disk, and a current flowing through the coil of the voice coil motor are monitored. A magnetic disk storage device having a voice coil motor drive circuit formed on one semiconductor substrate for moving the magnetic head by feedback controlling the drive current of the coil,
The voice coil motor drive circuit detects a voltage between terminals of a current detection resistor connected in series with the coil to detect a magnitude of a current flowing through the coil, and a continuous signal during PWM operation. An error amplifier that generates a voltage corresponding to the potential difference between the output of the current detection circuit that outputs the current and a current command value from the control device, and a first mode that drives both terminals of the coil of the voice coil motor by PWM control; And a second mode in which both terminals of the coil are driven by linear control, and the first mode is executed when seeking the magnetic head to move across the storage track, and the magnetic head moves adjacent storage tracks. 2. The magnetic disk storage device according to claim 1, wherein the second mode is executed during tracking for sequential scanning.
前記電流検出用抵抗の他方と前記コイルの他方が接続され、前記第1モードにおいて前記第1及び第2端子を前記PWM制御で駆動し、前記第2モードにおいて前記第1及び第2端子を前記リニア制御で駆動することを特徴とする磁気ディスク記憶装置。 The first terminal connected to one of the current detection resistors, the second terminal connected to one of the coils, and the first terminal driven by linear control according to claim 7, A third mode driven by PMW control,
The other of the current detection resistor and the other of the coil are connected, and the first and second terminals are driven by the PWM control in the first mode, and the first and second terminals are driven in the second mode. A magnetic disk storage device driven by linear control.
前記ボイスコイルモータ駆動回路は、前記誤差アンプの出力を反転する反転回路と、前記誤差アンプの出力と所定の周波数の三角波とを比較してソース電流またはシンク電流を出力する第1コンパレータと、前記反転回路の出力と所定の周波数の三角波とを比較してソース電流またはシンク電流を出力する第2コンパレータとを備え、
前記出力回路は前記第1コンパレータおよび第2コンパレータの出力電流に応じて、前記第1及び第2端子または前記第1端子に印加される駆動電圧を生成することを特徴とする磁気ディスク記憶装置。 In claim 8,
The voice coil motor drive circuit includes: an inverting circuit that inverts the output of the error amplifier; a first comparator that compares the output of the error amplifier with a triangular wave having a predetermined frequency and outputs a source current or a sink current; A second comparator that compares the output of the inverting circuit with a triangular wave of a predetermined frequency and outputs a source current or a sink current;
The magnetic disk storage device according to claim 1, wherein the output circuit generates a drive voltage applied to the first and second terminals or the first terminal in accordance with output currents of the first comparator and the second comparator.
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