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KR100251042B1 - 하드 디스크 드라이버의 보이스 코일 모터의 성능 테스트 회로 - Google Patents

하드 디스크 드라이버의 보이스 코일 모터의 성능 테스트 회로 Download PDF

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KR100251042B1
KR100251042B1 KR1019970076851A KR19970076851A KR100251042B1 KR 100251042 B1 KR100251042 B1 KR 100251042B1 KR 1019970076851 A KR1019970076851 A KR 1019970076851A KR 19970076851 A KR19970076851 A KR 19970076851A KR 100251042 B1 KR100251042 B1 KR 100251042B1
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Abstract

본 발명은 하드 디스크 드라이버의 보이스 코일 모터의 성능 테스트 회로를 공개한다. 그 회로는 주파수를 발생하는 주파수 발생기, 상기 주파수 발생기에 의해서 발생된 신호가 흐르는 보이스 코일 모터의 코일, 소정의 저항값을 가지는 저항, 코일 양단의 전압을 증폭하기 위한 제 1 증폭기, 저항 양단의 전압을 증폭하기 위한 제 2 증폭기, 제 1 증폭기 또는 제 2 증폭기의 출력신호중의 하나를 선택하기 위한 스위치, 스위치에 의해서 선택된 증폭신호를 전파 정류하기 위한 전파 정류기, 전류 전류된 신호를 입력하여 평균치를 구하기 위한 저역 통과 필터, 아날로그 평균치를 디지탈 값으로 변환하기 위한 아날로그/디지탈 변환기, 및 스위치를 제어하고 아날로그/디지탈 변환기로 부터 입력되는 전압값을 이용하여 코일에 흐르는 전류를 구하고, 코일에 흐르는 전류를 이용하여 코일의 리액턴스를 구하고, 리액턴스값을 이용하여 코일의 용량을 구하는 제어부로 구성되어 있다. 따라서, 보이스 코일 모터의 연결에 이상이 있거나, 또는 보이스 코일 모터에 이상이 있을 때 보이스 코일 모터 구동회로 및 코일을 보호할 수 있다.

Description

하드 디스크 드라이버의 보이스 코일 모터의 성능 테스트 회로
본 발명은 하드 디스크 드라이버(hard disk driver)에 관한 것으로, 특히 하드 디스크 드라이버의 보이스 코일 모터(voice coil motor)의 성능 테스트 회로에 관한 것이다.
종래의 하드 디스크 드라이버내에 보이스 코일 모터의 성능 테스트 방법은 보이스 코일 모터를 구동시키고 동작시켜서 동작하면 이상이 없는 것으로 판단하는 목시검사 방법을 사용하였다.
그래서, 보이스 코일 모터를 구성하는 코일의 용량과 보이스 코일 모터가 나타내는 힘의 균일성을 확보하기 어려우며, 또한 보이스 코일 모터가 회로적으로 연결됐는지를 알 수 있는 방법이 없었다.
본 발명의 목적은 하드 디스크 드라이버의 보이스 코일 모터의 쇼트/오픈(short/open) 및 힘의 균일성을 조사할 수 있는 하드 디스크 드라이버의 보이스 코일 모터의 성능 테스트 회로를 제공하는데 있다.
이와같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 하드 디스크 드라이버의 보이스 코일 모터의 성능 테스트 회로는 주파수를 발생하는 주파수 발생수단, 상기 주파수 발생수단에 의해서 발생된 신호가 흐르는 보이스 코일 모터의 코일, 소정의 저항값을 가지는 저항, 상기 코일 양단의 전압을 증폭하기 위한 제 1 증폭수단, 상기 저항 양단의 전압을 증폭하기 위한 제 2 증폭수단, 상기 제 1 증폭수단 또는 상기 제 2 증폭수단의 출력신호중의 하나를 선택하기 위한 스위칭 수단, 상기 스위칭 수단에 의해서 선택된 증폭신호를 전파 정류하기 위한 전파 정류수단, 상기 전류 전류된 신호를 입력하여 평균치를 구하기 위한 저역 통과 필터, 상기 아날로그 평균치를 디지탈 값으로 변환하기 위한 아날로그/디지탈 변환수단, 및 상기 스위칭 수단을 제어하고 상기 아날로그/디지탈 변환수단으로 부터 입력되는 전압값을 이용하여 상기 코일에 흐르는 전류를 구하고, 상기 코일에 흐르는 전류를 이용하여 상기 코일의 리액턴스를 구하고, 상기 리액턴스값을 이용하여 상기 코일의 용량을 구하는 제어수단을 구비한 것을 특징으로 한다.
도 1은 본 발명의 하드 디스크 드라이버의 보이스 코일 모터의 성능 테스트 회로의 블록도이다.
도 2는 도 1에 나타낸 블록도의 각 부 출력 파형을 나타내는 것이다.
도 3은 본 발명의 하드 디스크 드라이버의 보이스 코일 모터의 힘을 측정하는 방법을 설명하기 위한 것이다.
이하, 첨부된 도면을 참고로 하여 본 발명의 하드 디스크 드라이버의 보이스 코일 모터의 성능 테스트 회로를 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 하드 디스크 드라이버의 보이스 코일 모터의 용량 측정 회로의 블록도로서, 주파수 발생기(10), 코일(L), 저항(R), 차동 증폭기들(12, 14),스위치(S), 전파 정류회로(16), 로우 패스 필터(18), 아날로그 디지탈 변환기(20), 및 제어부(22)로 구성되어 있다.
주파수 발생기(10)는 측정을 위한 기본 주파수를 발생한다. 코일(L)은 측정 대상이 되는 보이스 코일 모터의 코일이다. 차동 증폭기(12)는 코일 양단에 인가된 전압의 크기를 알기위해 적당한 크기로 증폭한다. 저항(R)은 코일(L)에 인가되는 전류의 크기를 알기위한 것이다. 차동 증폭기(14)는 저항(R)에 흐르는 전류값을 적당한 크기로 증폭한다. 스위치(S)는 코일(L)에 인가되는 전압 측정시에 1번 위치로 옮기고 전류 측정시에 2번 위치로 옮긴다. 전파 정류 회로(16)는 차동 증폭기(12) 및 (14)를 통한 정현파 신호와 주파수 성분의 신호를 DC성분으로 바꾼다. 로우 패스 필터(18)는 전파 정류된 신호를 완전한 DC성분으로 바꾼다. 아날로그/디지탈 변환기(20)는 DC성분의 아날로그 값을 디지탈 값으로 바꾼다. 제어부(22)는 스위치(S)의 동작을 제어하며 입력된 전압, 전류값을 이용하여 코일(L)의 용량을 계산하고, 코일의 인덕턴스 값이 일정할 때 보이스 코일 모터가 나타내는 힘을 측정하기 위하여 센서를 제어한다.
상술한 구성의 동작을 설명하면 다음과 같다.
코일의 용량을 측정하기 위하여는 코일(L) 양단의 전압과 코일에 인가된 전류를 구하고 이것으로 부터 유도성 리액턴스를 구할 수 있고, 이 리액턴스 성분으로 부터 코일(L)의 용량을 구한다.
리액턴스 및 용량을 구하는 공식을 다음과 같다.
코일의 리액턴스 = 코일의 평균치 전압/ 코일에 인가된 평균치 전류
코일의 용량 = 코일의 리액턴스/(2 × π × 인가한 주파수)
도2a-c를 이용하여 동작을 설명하면 다음과 같다. 먼저, 제어부(22)에 의해서 스위치(S)를 1번 위치로 옮겨 코일의 전압을 먼저 측정한다. 주파수 발생기(10)가 소정크기의 진폭을 가진 정현파 신호를 발생한다. 이 신호는 코일(L)과 저항(R)을 통과한다. 차동 증폭기(12)는 코일(L) 양단간의 전압을 입력하여 증폭하여 출력한다. 즉, 도 2a에 나타낸 신호가 차동 증폭기(12)를 통하여 출력된다. 이 신호의 크기는 Ep_p로서 정현파 신호이다. 전파 정류 회로(16)는 도 2a에 나타낸 신호를 전파 정류하여 도 2b에 나타낸 신호를 출력한다. 로우 패스 필터(18)는 도 2b에 나타낸 전파 정류된 신호를 입력하여 도 2c에 나타낸 평균치(Eav)를 출력한다. 이와같이 구해진 평균치는 아날로그 값이므로 아날로그/디지탈 변환기(20)는 이 값을 디지탈 값을 변환하여 출력한다. 제어부(22)는 이 값을 저장하여 둔다.
다음으로, 코일(L)에 흐르는 전류를 측정하기 위하여 제어부(22)는 스위치(S)를 2번 위치로 옮기고, 저항(R) 양단의 전압을 차동 증폭기(14), 전파 정류 회로(16), 로우 패스 필터(18), 및 아날로그/디지탈 변환기(20)를 이용하여 구한다. 제어부(22)는 이 값을 입력하여 미리 알고 있는 저항(R)값을 이용하여 코일(L)에 흐르는 전류를 측정한다. 즉, 아래의 식에 의해서 전류를 구한다.
전류 = 저항(R) 양단간의 전압/ 저항(R)
상술한 방법으로 코일 양단의 전압과 전류가 구해지면, 제어부(22)는 코일의 리액턴스 값을 상술한 수학식 1에 의해서 구하고, 다음으로, 구하고자 하는 코일의 용량을 상술한 수학식 2에 의해서 구한다.
이와같이 구해진 값을 이용하여 보이스 코일 모터의 쇼트, 오픈 및 용량값이 일정한지를 판단하게 되는데 그 방법은 다음과 같다.
만약, 보이스 코일 모터의 코일이 쇼트라면 코일의 리액턴스 값은 0이고, 오픈이면 저항을 통한 전류값이 0이다. 그리고, 보이스 코일 모터의 용량을 구하여서 용량값이 일정한지를 확인할 수 있다. 즉, 보이스 코일 모터의 코일의 용량이 일정한 범위내에 있으면 보이스 코일 모터를 구성하는 영구자석에서 작용하는 자역이 일정한지도 알 수 있다.
도 3은 본 발명의 하드 디스크 드라이버의 보이스 코일 모터의 힘을 측정하는 방법을 설명하기 위한 것으로, 보이스 코일 모터(30), 헤드(32), 피봇(pivot)축(34), 센서(36)으로 구성되어 있다. 점선으로 표시한 부분은 헤드(32)가 움직일 수 있는 범위 설정 윈도우를 나타낸다.
보이스 코일 모터의 힘을 측정하기 위하여 일정한 힘이 나오게 보이스 코일 모터에 전류를 인가하여 헤드(32)가 윈도우의 오른쪽에 고정되도록 한다. 그리고, 센서(36)에 전류를 일정한 값의 하한치로 인가하고서 보이스 코일 모터(30)에 접근시키면 보이스 코일 모터(30)는 움직이지 않아야 한다. 다음, 센서(36)의 전류를 일정한 값의 상한치로 인가하고서 보이스 코일 모터(30)에 접근시키면 보이스 코일 모터는 움직여야 한다. 헤드(32)가 움직였는지의 여부는 센서의 위치를 읽어봄으로써 헤드(32)의 움직임 여부를 알 수 있다. 센서에 전류를 인가하는 것은 제어부(22)의 제어하에 수행될 수 있다.
이와같은 방법으로 보이스 코일 모터의 용량을 측정하여 쇼트, 오픈 및 코일의 이상유무를 확인할 수 있고, 보이스 코일 모터에 일정한 전류를 인가하여 보이스 코일 모터의 힘이 일정함을 증명함으로써 영구자석의 자력이 일정함을 알 수 있다.
상술한 바와 같은 보이스 코일 모터의 성능 테스트 회로는 이와같은 기능을 가지는 회로를 별도로 구성할 수도 있으나, 서보 트랙 라이터에 이와같은 기능을 추가하여 구성할 수도 있다. 서보 트랙 라이터는 헤드 및 디스크 등의 기구 조립 후에 디스크 원판에 헤드의 위치 제어에 필요한 서보 정보를 기계적/전기적으로 제어해서 라이팅하는 장비인데 하드 디스크 제조 공정에서 사용된다.
본 발명의 하드 디스크 드라이버의 보이스 코일 모터의 성능 테스트 회로는 보이스 코일 모터의 품질의 균일성을 추정할 수 있을 뿐만 아니라 보이스 코일 모터를 구성하는 영구자석의 균일성을 측정함으로써 헤드가 일정한 힘으로 움직일 것이라고 추정할 수 있으며, 보이스 코일 모터의 쇼트, 오픈을 판단할 수 있다.
따라서, 보이스 코일 모터의 연결에 이상이 있거나, 또는 보이스 코일 모터에 이상이 있을 때 보이스 코일 모터 구동회로 및 코일을 보호할 수 있다.

Claims (5)

  1. 주파수를 발생하는 주파수 발생수단;
    상기 주파수 발생수단에 의해서 발생된 신호가 흐르는 보이스 코일 모터의 코일;
    소정의 저항값을 가지는 저항;
    상기 코일 양단의 전압을 증폭하기 위한 제 1 증폭수단;
    상기 저항 양단의 전압을 증폭하기 위한 제 2 증폭수단;
    상기 제 1 증폭수단 또는 상기 제 2 증폭수단의 출력신호중의 하나를 선택하기 위한 스위칭 수단;
    상기 스위칭 수단에 의해서 선택된 증폭신호를 전파 정류하기 위한 전파 정류수단;
    상기 전류 전류된 신호를 입력하여 평균치를 구하기 위한 저역 통과 필터;
    상기 아날로그 평균치를 디지탈 값으로 변환하기 위한 아날로그/디지탈 변환수단; 및
    상기 스위칭 수단을 제어하고 상기 아날로그/디지탈 변환수단으로 부터 입력되는 전압값을 이용하여 상기 코일에 흐르는 전류를 구하고, 상기 코일에 흐르는 전류를 이용하여 상기 코일의 리액턴스를 구하고, 상기 리액턴스값을 이용하여 상기 코일의 용량을 구하는 제어수단을 구비한 것을 특징으로 하는 하드 디스크 드라이버의 보이스 코일 모터의 성능 테스트 회로.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 보이스 코일 모터의 성능 테스트 회로는 상기 보이스 코일 모터의 힘을 측정하기 위한 센서를 더 구비한 것을 특징으로 하는 하드 디스크 드라이버의 보이스 코일 모터의 성능 테스트 회로.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 제어수단이 상기 센서에 하한치의 힘을 인가하여 상기 헤드에 접근시키고, 상기 센서에 상한치의 힘을 인가하여 상기 헤드에 접근시켜 상기 헤드의 움직임 여부를 측정하는 것을 특징으로 하는 하드 디스크 드라이버의 보이스 코일 모터의 성능 테스트 회로.
  4. 주파수를 발생하는 주파수 발생수단;
    상기 주파수 발생수단에 의해서 발생된 신호가 흐르는 보이스 코일 모터의 코일;
    소정의 저항값을 가지는 저항;
    상기 코일 양단의 전압을 증폭하기 위한 제 1 증폭수단;
    상기 저항 양단의 전압을 증폭하기 위한 제 2 증폭수단;
    상기 제 1 증폭수단 또는 상기 제 2 증폭수단의 출력신호중의 하나를 선택하기 위한 스위칭 수단;
    상기 스위칭 수단에 의해서 선택된 증폭신호를 전파 정류하기 위한 전파 정류수단;
    상기 전류 전류된 신호를 입력하여 평균치를 구하기 위한 저역 통과 필터;
    상기 아날로그 평균치를 디지탈 값으로 변환하기 위한 아날로그/디지탈 변환수단;
    상기 스위칭 수단을 제어하고 상기 아날로그/디지탈 변환수단으로 부터 입력되는 전압값을 이용하여 상기 코일에 흐르는 전류를 구하고, 상기 코일에 흐르는 전류를 이용하여 상기 코일의 리액턴스를 구하고, 상기 리액턴스값을 이용하여 상기 코일의 용량을 구하는 제어수단; 및
    상기 보이스 코일 모터의 힘을 측정하기 위한 센서를 구비한 것을 특징으로 하는 하드 디스크 드라이버의 보이스 코일 모터의 성능 테스트 회로.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 제어수단이 상기 센서에 하한치의 힘을 인가하여 상기 헤드에 접근시키고, 상기 센서에 상한치의 힘을 인가하여 상기 헤드에 접근시켜 상기 헤드의 움직임 여부를 측정하는 것을 특징으로 하는 하드 디스크 드라이버의 보이스 코일 모터의 성능 테스트 회로.
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