CN103368492A - 马达驱动装置、磁盘存储装置、电子设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种马达驱动装置、磁盘存储装置及电子设备。马达驱动装置包含生成对马达的输出电流的驱动器电路、及控制所述驱动器电路的控制电路，所述控制电路在将所述驱动器电路从PWM驱动状态切换为线性驱动状态时，以在切换前后所述输出电流流动的路径不变化的方式进行切换时序的控制，且在切换中途将所述驱动器电路暂时切换为高输出阻抗状态。

Description

马达驱动装置、磁盘存储装置、电子设备

技术领域

本发明涉及一种混合式马达驱动装置、以及使用该马达驱动装置的磁盘存储装置及电子设备。

背景技术

近年来，提出一种混合式马达驱动装置，其根据马达中流动的输出电流的大小而进行马达驱动方式的切换(线性驱动方式→PWM(pulse width modulation，脉宽调制)驱动方式、或者PWM驱动方式→线性驱动方式)。

另外，作为与以上所述相关的背景技术的一例，可列举日本专利特开2007-074835号公报(专利文献1)或日本专利特开2006-311705号公报(专利文献2)。

对混合式马达驱动装置而言，在其动作过程中必然会产生马达驱动方式的切换。因此，如果不考虑马达驱动方式的切换时序(尤其从PWM驱动方式向线性驱动方式的切换时序)，则会存在如下问题：产生输出电流的短时脉冲波形干扰(glitch)或对功率放大器输出段的贯通电流，从而导致不必要的能量损耗。

发明内容

本发明鉴于由本案的发明者所发现的所述问题点，其目的在于提供一种可对马达驱动方式进行切换而不会导致不必要的能量损耗的马达驱动装置、以及使用该马达驱动装置的磁盘存储装置及电子设备。

为了达成所述目的，本说明书中揭示的马达驱动装置成为如下构成，即，包含生成对马达的输出电流的驱动器电路、及控制所述驱动器电路的控制电路，所述控制电路在将所述驱动器电路从PWM驱动状态切换为线性驱动状态时，以在切换前后所述输出电流流动的路径不变化的方式进行切换时序的控制，且在切换中途将所述驱动器电路暂时切换为高输出阻抗状态。

根据本说明书中揭示的技术，可提供一种可对马达驱动方式进行切换而不会导致不必要的能量损耗的马达驱动装置、以及使用该马达驱动装置的磁盘存储装置及电子设备。

另外，关于本发明的其它特征、要素、步骤、优点、及特性，通过接下来的最佳形态的详细说明及与此相关的附图而更加明确。

附图说明

图1是表示马达驱动装置的一构成例的框图。

图2A是表示输出电流Iout流动的路径的一例(路径A及L)的图。

图2B是表示输出电流Iout流动的路径的一例(路径B)的图。

图2C是表示输出电流Iout流动的路径的一例(路径C)的图。

图2D是表示输出电流Iout流动的路径的一例(路径Z)的图。

图3是用于说明马达驱动方式的切换动作的时序图。

图4是表示马达控制信号S1与输出电流Iout的关系的图。

图5是线性驱动器113及123的输出特性图。

图6是表示搭载有马达驱动装置的硬盘驱动器的一构成例的立体图。

图7是表示搭载有硬盘驱动器的个人电脑的一构成例的外观图。

[符号的说明]

具体实施方式

<马达驱动装置>

图1是表示马达驱动装置的一构成例的框图。本构成例的马达驱动装置10包含：驱动器电路11及12、感测电阻13、输出反馈电路14、PWM信号生成电路15、输出电压监控电路16、及控制电路17，根据从未图示的主控器(微电脑等)输入的马达控制信号S1生成流经马达20的输出电流Iout。

驱动器电路11与驱动器电路12共同生成对马达20的输出电流Iout。驱动器电路11包含输出晶体管111及112、线性驱动器113、以及预驱动器114及115。

输出晶体管111是用以使马达20的第一端与电源电压VDD的施加端之间导通/断开的上侧开关元件(NMOSFET(N-channel type metal oxide semiconductor field effecttransistor，N沟道型金属氧化物半导体场效应晶体管))。输出晶体管111的漏极与电源电压VDD的施加端连接。输出晶体管111的源极与输出电压VoutA的施加端连接。输出晶体管111的栅极与栅极电压AGH的施加端连接。另外，也可代替NMOSFET而使用PMOSFET来作为输出晶体管111。

输出晶体管112是用以使马达20的第一端与接地电压GND的施加端之间导通/断开的下侧开关元件(NMOSFET)。输出晶体管112的漏极与输出电压VoutA的施加端连接。输出晶体管112的源极与接地电压GND的施加端连接。输出晶体管112的栅极与栅极电压AGL的施加端连接。

线性驱动器113根据反馈电压Vin使栅极电压AGH及AGL连续地变化。更具体地描述，反馈电压Vin越高于基准电压Vref，则线性驱动器113会使栅极电压AGH越升高且使栅极电压AGL越降低。相反，反馈电压Vin越低于基准电压Vref，则线性驱动器113会使栅极电压AGH越降低且使栅极电压AGL越升高。另外，在线性驱动器113的输出段，可适当地使用AB级功率放大器等。

在内部使能信号(enable signal)EN2为PWM使能时的逻辑电平(例如高电平)时，预驱动器114以进行输出晶体管111的PWM驱动的方式，根据来自控制电路17的指示而将输出晶体管111的栅极电压AGH周期性地切换为高电平(VoutA+Vreg)或低电平(VoutA)。另一方面，在内部使能信号EN2为PWM失能(disable)时的逻辑电平(例如低电平)时，预驱动器114为了不阻碍输出晶体管111的线性驱动，并不根据来自控制电路17的指示而是成为高输出阻抗状态，且从输出晶体管111的栅极切离。

在内部使能信号EN2为PWM使能时的逻辑电平(例如高电平)时，预驱动器115以进行输出晶体管112的PWM驱动的方式，根据来自控制电路17的指示而将输出晶体管112的栅极电压AGL周期性地切换为高电平(Vreg)或低电平(GND)。另一方面，在内部使能信号EN2为PWM失能时的逻辑电平(例如低电平)时，预驱动器115为了不阻碍输出晶体管112的线性驱动，并不根据来自控制电路17的指示而是成为高输出阻抗状态，且从输出晶体管112的栅极切离。

驱动器电路12与驱动器电路11共同生成对马达20的输出电流Iout。驱动器电路12包含输出晶体管121及122、线性驱动器123、以及预驱动器124及125。

输出晶体管121是用以使马达20的第二端与电源电压VDD的施加端之间导通/断开的上侧开关元件(NMOSFET)。输出晶体管121的漏极与电源电压VDD的施加端连接。输出晶体管121的源极与输出电压VoutB的施加端连接。输出晶体管121的栅极与栅极电压BGH的施加端连接。另外，也可代替NMOSFET而使用PMOSFET来作为输出晶体管121。

输出晶体管122是用以使马达20的第二端与接地电压GND的施加端之间导通/断开的下侧开关元件(NMOSFET)。输出晶体管122的漏极与输出电压VoutB的施加端连接。输出晶体管122的源极与接地电压GND的施加端连接。输出晶体管122的栅极与栅极电压BGL的施加端连接。

线性驱动器123根据反馈电压Vin而使栅极电压BGH及BGL连续地变化。但是，线性驱动器123相对于线性驱动器113而具有相反的输出极性。更具体地描述，反馈电压Vin越高于基准电压Vref，则线性驱动器123会使栅极电压BGH越降低且使栅极电压BGL越升高。相反，反馈电压Vin越低于基准电压Vref，则线性驱动器123会使栅极电压BGH越升高且使栅极电压BGL越降低。另外，在线性驱动器123的输出段，可适当地使用AB级功率放大器等。

在内部使能信号EN2为PWM使能时的逻辑电平(例如高电平)时，预驱动器124以进行输出晶体管121的PWM驱动的方式，根据来自控制电路17的指示而将输出晶体管121的栅极电压BGH周期性地切换为高电平(VoutB+Vreg)或低电平(VoutB)。另一方面，在内部使能信号EN2为PWM失能时的逻辑电平(例如低电平)时，预驱动器124为了不阻碍输出晶体管121的线性驱动，并不根据来自控制电路17的指示而是成为高输出阻抗状态，且从输出晶体管121的栅极切离。

在内部使能信号EN2为PWM使能时的逻辑电平(例如高电平)时，预驱动器125以进行输出晶体管122的PWM驱动的方式，根据来自控制电路17的指示而使输出晶体管122的栅极电压BGL周期性地切换为高电平(Vreg)或低电平(GND)。另一方面，在内部使能信号EN2为PWM失能时的逻辑电平(例如低电平)时，预驱动器125为了不阻碍输出晶体管122的线性驱动，并不根据来自控制电路17的指示而是成为高输出阻抗状态，且从输出晶体管122的栅极切离。

感测电阻13(电阻值：Rs)与马达20串联连接，且产生与输出电流Iout相应的两端电压Vs(＝Iout×Rs)。

输出反馈电路14根据感测电阻13的两端电压Vs(相当于输出电流Iout的检测结果)而生成反馈电压Vin。这样，本构成例的马达驱动装置10具有进行输出电流Iout的反馈控制的电流模式的输出反馈电路14，因此可高精度地控制微小的输出电流Iout。另外，输出反馈电路14包含差动放大器141、数字/模拟转换器142、误差放大器143、电阻144a～144g、及电容器145。

差动放大器141的非反转输入端(+)经由电阻144a而与感测电阻13的第一端(与驱动器电路11的连接节点)连接。差动放大器141的反转输入端(-)经由电阻144b而与感测电阻13的第二端(与马达20的连接节点)连接。电阻144c连接在差动放大器141的非反转输入端(+)与基准电压Vref的施加端之间。电阻144d连接在差动放大器141的反转输入端(-)与输出端之间。差动放大器141的输出端经由电阻144e(电阻值：Rf)而与误差放大器143的反转输入端(-)连接。数字/模拟转换器142的输入端与马达控制信号S1的施加端连接。数字/模拟转换器142的输出端经由电阻144f(电阻值：Ri)而与误差放大器143的反转输入端(-)连接。误差放大器143的非反转输入端(+)与基准电压Vref的施加端连接。在误差放大器143的反转输入端(-)与输出端之间，将电阻144g与电容器145串联连接。

在包含所述构成的输出反馈电路14中，差动放大器141对感测电阻13的两端电压Vs进行放大而生成电压V1。电压V1成为以基准电压Vref为基准而变动的电压信号。

数字/模拟转换器142根据外部输入的马达控制信号S1(数字信号)而生成电压V2。

误差放大器143对根据电压V1与电压V2双方所决定的电压V3(＝(Ri×V1+Rf×V2)/(Rf+Ri))与特定的基准电压Vref的差量进行放大，而生成反馈电压Vin。另外，在输出电流Iout从驱动器电路11侧经由马达20而流动至驱动器电路12侧的情况下，反馈电压Vin在高于基准电压Vref的电压范围内变动，相反，在输出电流Iout从驱动器电路12侧经由马达20而流动至驱动器电路11侧的情况下，反馈电压Vin在低于基准电压Vref的电压范围内变动。

PWM信号生成电路15将反馈电压Vin与斜坡电压Vosc及反转斜坡电压VoscB各自加以比较，而生成PWM信号PWMA与PWM信号PWMB。PWM信号生成电路15包含振荡器151与比较器152及153。

振荡器151生成特定频率的三角波状或锯齿波状的斜坡电压Vosc、及使其反转所得的反转斜坡电压VoscB。

比较器152将施加至非反转输入端(+)的反馈电压Vin、与施加至反转输入端(-)的斜坡电压Vosc加以比较而生成PWM信号PWMA。

比较器153将施加至反转输入端(-)的反馈电压Vin、与施加至非反转输入端(+)的反转斜坡电压VoscB加以比较而生成PWM信号PWMB。

输出电压监控电路16对施加至马达20的输出电压VoutA及VoutB进行监控。输出电压监控电路16包含比较器161及162。

比较器161将施加至非反转输入端(+)的输出电压VoutA、与施加至反转输入端(-)的阈值电压Vth(＝VDD/2)加以比较而生成比较信号CMPA。

比较器162将施加至非反转输入端(+)的输出电压VoutB、与施加至反转输入端(-)的阈值电压Vth(＝VDD/2)加以比较而生成比较信号CMPB。

控制电路17接收外部使能信号EN1、PWM信号PWMA及PWMB、以及比较信号CMPA及CMPB的输入，进行驱动器电路11及12的驱动控制(包含内部使能信号EN2的生成)。另外，关于控制电路17的动作，将在以下详细地说明。

马达20是马达驱动装置10的驱动对象，通过使输出电流Iout在线圈21中流动而被驱动。线圈21上与其串联地附带有电阻成分22。另外，作为马达20，可列举用以使硬盘驱动器的磁头在盘片的半径方向上移动的音圈马达、及光拾取头的跟踪伺服系统或聚焦伺服系统中所使用的致动器(actuator)等例。

图2A～图2D是分别表示输出电流Iout流动的路径的一例(输出电流Iout从驱动器电路11侧经由马达20而流动至驱动器电路12侧的情况)的图。如图2A～图2D所示，在本构成例的马达驱动装置10中，驱动器电路11的输出晶体管111及112、与驱动器电路12的输出晶体管121及122形成相对于马达20而连接成H桥型的输出段。

此处，在对驱动器电路11及12进行PWM驱动时，输出电流Iout经由路径A～C中的任一路径而流动。即，在使输出晶体管111及122导通、且输出晶体管112及121断开时，输出电流Iout经由图2A所示的路径A(VDD→111→20→122→GND)而流动。而且，在使输出晶体管111及121导通、且输出晶体管112及122断开时，输出电流Iout(回流电流)经由图2B所示的路径B(VDD→111→20→121→VDD)而流动。而且，在使输出晶体管111及121断开、且输出晶体管112及122导通时，输出电流Iout(放电电流)经由图2C所示的路径C(GND→112→20→122→GND)而流动。

另外，在使所有的输出晶体管111、112、121、及122断开、且驱动器电路11及12均为高输出阻抗状态时，输出电流Iout(回充电流)经由图2D所示的路径Z(GND→112(体二极管)→20→121(体二极管)→VDD)而流动。

另一方面，在将驱动器电路11及12从所述的PWM驱动状态切换为线性驱动状态的情况下，如果假定马达控制信号S1的数字值无变化，则输出电流Iout会从电源电压VDD的施加端经由与路径A相同的路径L而流向接地电压GND的施加端。

因此，在马达驱动方式的切换时为了不产生输出电流Iout的短时脉冲波形干扰，认为重要的是在将驱动器电路11及12从PWM驱动状态切换为线性驱动状态时，以在切换前后输出电流Iout流动的路径不变化的方式进行切换时序的控制。另外，在马达驱动方式的切换时，为了使驱动器电路11及12中不产生不必要的贯通电流，认为有效的是在将驱动器电路11及12从PWM驱动状态切换为线性驱动状态的中途，将驱动器电路11及12暂时切换为高输出阻抗状态。以下，对根据此研究而实施的马达驱动方式的切换动作进行具体地说明。

图3是用以说明马达驱动方式的切换动作的时序图，从上方开始依次描绘有斜坡电压Vosc、反馈电压Vin、反转斜坡电压VoscB、PWM信号PWMA及PWMB、外部使能信号EN1、内部使能信号EN2、栅极电压AGH及AGL、栅极电压BGH及BGL、比较信号CMPA及CMPB、输出电压VoutA及VoutB、以及输出电流Iout。另外，图3中，时间的经过是按时刻t1～t15的顺序进行。另外，图3中，例示出输出电流Iout从驱动器电路11侧经由马达20而流动至驱动器电路12侧时的情况。

首先，一面着眼于图3中列举的各要素(电压、电流、信号)的动态一面进行时序图的说明。

斜坡电压Vosc与反转斜坡电压VoscB成为以基准电压Vref为基准而彼此反转后的电压波形。

PWM信号PWMA在反馈电压Vin高于斜坡电压Vosc时成为高电平(时刻t1～t8、及时刻t10～t15)，在反馈电压Vin低于斜坡电压Vosc时成为低电平(～时刻t1、时刻t8～t10、及时刻t15～)。

PWM信号PWMB在反馈电压Vin低于反转斜坡电压VoscB时成为高电平(时刻t3～t5、及时刻t12～t14)，在反馈电压Vin高于反转斜坡电压VoscB时成为低电平(～时刻t3、时刻t5～t12、及时刻t14～)。

外部使能信号EN1从未图示的主控器(微电脑等)输入。在使驱动器电路11及12为PWM驱动状态时，将外部使能信号EN1设为高电平，在使驱动器电路11及12设为线性驱动状态时，将外部使能信号EN1设为低电平。但是，控制电路17在将驱动器电路11及12从PWM驱动状态切换为线性驱动状态时，成为如下构成，即，在由控制电路17生成的内部使能信号EN2的下降时序(时刻t13)而非外部使能信号EN1的下降时序(时刻t7)进行马达驱动方式的切换(PWM→线性)。

内部使能信号EN2是由控制电路17生成的马达驱动方式的切换信号。在内部使能信号EN2为高电平时，预驱动器(114、115、124、125)成为输出使能状态，且驱动器电路11及12成为PWM驱动状态。另一方面，在内部使能信号EN2为低电平时，预驱动器(114、115、124、125)成为输出失能状态(高输出阻抗状态)，且驱动器电路11及12成为线性驱动状态。另外，图3中，在比较信号CMPB的上升时序(时刻t13)使内部使能信号EN2下降至低电平，关于其理由将在以下说明。

对栅极电压AGH而言，在对驱动器电路11进行PWM驱动时(～时刻t12)，在PWM信号PWMA的上升时序栅极电压AGH上升至高电平(VoutA+Vreg)，在PWM信号PWMA的下降时序栅极电压AGH下降至低电平(VoutA)。而且，对栅极电压AGH而言，在使驱动器电路11为高输出阻抗状态时(时刻t12～t13)，将栅极电压AGH维持为低电平(VoutA)。而且，对栅极电压AGH而言，在对驱动器电路11进行线性驱动时(时刻t13～)，以如下方式根据反馈电压Vin而进行线性驱动，即，反馈电压Vin越高于基准电压Vref则栅极电压AGH变得越高，相反，反馈电压Vin越低于基准电压Vref则栅极电压AGH变得越低。

对栅极电压AGL而言，在对驱动器电路11进行PWM驱动时(～时刻t12)，在PWM信号PWMA的上升时序栅极电压AGL下降至低电平(GND)，在PWM信号PWMA的下降时序栅极电压AGL上升至高电平(Vreg)。而且，对栅极电压AGL而言，在使驱动器电路11为高输出阻抗状态时(时刻t12～t13)，将栅极电压AGL维持为低电平(GND)。而且，对栅极电压AGL而言，在对驱动器电路11进行线性驱动时(时刻t13～)，以如下方式根据反馈电压Vin而进行线性驱动，即，反馈电压Vin越高于基准电压Vref则栅极电压AGL变得越低，相反，反馈电压Vin越低于基准电压Vref则栅极电压AGL变得越高。

对栅极电压BGH而言，在对驱动器电路12进行PWM驱动时(～时刻t12)，在PWM信号PWMB的上升时序栅极电压BGH上升至高电平(VoutB+Vreg)，在PWM信号PWMB的下降时序栅极电压BGH下降至低电平(VoutB)。而且，对栅极电压BGH而言，在使驱动器电路12为高输出阻抗状态时(时刻t12～t13)，将栅极电压BGH维持为低电平(VoutB)。而且，对栅极电压BGH而言，在对驱动器电路12进行线性驱动时(时刻t13～)，以如下方式根据反馈电压Vin而进行线性驱动，即，反馈电压Vin越高于基准电压Vref则栅极电压BGH变得越低，相反，反馈电压Vin越低于基准电压Vref则栅极电压BGH变得越高。

对栅极电压BGL而言，在对驱动器电路12进行PWM驱动时(～时刻t12)，在PWM信号PWMB的上升时序栅极电压BGL下降至低电平(GND)，在PWM信号PWMB的下降时序栅极电压BGL上升至高电平(Vreg)。而且，对栅极电压BGL而言，在使驱动器电路12为高输出阻抗状态时(时刻t12～t13)，将栅极电压BGL维持为低电平(GND)。而且，对栅极电压BGL而言，在对驱动器电路12进行线性驱动时(时刻t13～)，以如下方式根据反馈电压Vin而进行线性驱动，即，反馈电压Vin越高于基准电压Vref则栅极电压BGL变得越高，相反，反馈电压Vin越低于基准电压Vref则栅极电压BGL变得越低。

对比较信号CMPA而言，在输出电压VoutA高于阈值电压Vth(＝VDD/2)时成为高电平(时刻t2～t9、及时刻t11～)，在输出电压VoutA低于阈值电压Vth时成为低电平(～时刻t2、及时刻t9～t11)。

对比较信号CMPB而言，在输出电压VoutB高于阈值电压Vth时成为高电平(时刻t4～t6、及时刻t13)，在输出电压VoutB低于阈值电压Vth时成为低电平(～时刻t4、及时刻t6～t13)。

在使驱动器电路11及12为PWM驱动状态时(～时刻t12)，输出电压VoutA成为与输出晶体管111及112的导通/断开状态相应的电压值。而且，在将驱动器电路11及12从PWM驱动状态切换为高输出阻抗状态时(时刻t12～t13)，输出电压VoutA维持为大致电源电压VDD。而且，在将驱动器电路11及12从高输出阻抗状态切换为线性驱动状态时(时刻t13～)，输出电压VoutA成为与输出晶体管(111、112、121、122)的导通度相应的电压值(也参照以下的图5)。

在使驱动器电路11及12为PWM驱动状态时(～时刻t12)，输出电压VoutB成为与输出晶体管121及122的导通/断开状态相应的电压值。而且，在将驱动器电路11及12从PWM驱动状态切换为高输出阻抗状态时(时刻t12～t13)，输出电压VoutB的电压值随着输出电压VoutA而上升。而且，在将驱动器电路11及12从高输出阻抗状态切换为线性驱动状态时(时刻t13～)，输出电压VoutB成为与输出晶体管(111、112、121、122)的导通度相应的电压值(也参照以下的图5)。

在对驱动器电路11及12进行PWM驱动时(～时刻t12)，输出电流Iout经由路径A～C(参照图2A～图2C)中的任一路径而流动。而且，在使驱动器电路11及12为高输出阻抗状态时(时刻t12～t13)，输出电流Iout经由路径Z(参照图2D)而流动。而且，在对驱动器电路11及12进行线性驱动时(时刻t13～)，输出电流Iout经由与路径A相同的路径L(参照图2A)而流动。

接下来，一面着眼于控制电路17的动作，一面重新进行时序图的说明。

在直至时刻t12为止的期间，控制电路17根据PWM信号PWMA及PWMB而使驱动器电路11及12进行PWM驱动。此时，控制电路17根据PWM信号PWMA及PWMB，以切换输出电流Iout流动的路径的方式控制预驱动器(114、115、124、125)。

具体地描述，在PWM信号PWMA为高电平且PWM信号PWMB为低电平时，控制电路17以使输出电流Iout经由路径A(参照图2A)而流动的方式控制预驱动器(114、115、124、125)。另一方面，在PWM信号PWMA及PWMB均为高电平时，控制电路17以使输出电流Iout经由路径B(参照图2B)而流动的方式控制预驱动器(114、115、124、125)。而且，在PWM信号PWMA及PWMB均为低电平时，控制电路17以使输出电流Iout经由路径C(参照图2C)而流动的方式控制预驱动器(114、115、124、125)。

此处，控制电路17以如下方式控制预驱动器(114、115、124、125)，即，在将驱动器电路11及12从PWM驱动状态切换为线性驱动状态时，以在切换前后输出电流Iout流动的路径不变化的方式进行切换时序的控制，且在切换中途将驱动器电路11及12暂时切换为高输出阻抗状态。

更具体地描述，控制电路17以如下方式控制预驱动器(114、115、124、125)，即，在外部使能信号EN1下降至低电平后，在PWM信号PWMA及PWMB均成为高电平的时间点(时刻t12)，将驱动器电路11及12从PWM驱动状态切换为高输出阻抗状态。另外，在使驱动器电路11及12为高输出阻抗状态时，控制电路17以使输出晶体管(111、112、121、122)均断开的方式控制预驱动器(114、115、124、125)。

另外，控制电路17在将驱动器电路11及12从PWM驱动状态切换为高输出阻抗状态后，确认输出晶体管(111、112、121、122)均已断开，将驱动器电路11及12从高输出阻抗状态切换为线性驱动状态。

此时，控制电路17根据从输出电压监控电路16输出的比较信号CMPA及CMPB而确认输出晶体管(111、112、121、122)均已断开。更具体地描述，控制电路17以如下方式将内部使能信号EN2下降至低电平，即，在将驱动器电路11及12切换为高输出阻抗状态后，在比较信号CMPA及CMPB均成为高电平的时间点(时刻t13)，将驱动器电路11及12从高输出阻抗状态切换为线性驱动状态。

这样，只要为本构成例的马达驱动装置10，则可在马达驱动方式的切换前后使输出电流Iout流动的路径一致(A→L)，从而不会产生输出电流Iout的短时脉冲波形干扰(进而不必要的能量损耗)，可顺利地进行马达驱动方式的切换。

尤其是，只要为在路径A中流动的输出电流Iout成为最大的时刻t12，将驱动器电路11及12切换为高输出阻抗状态的构成，则可使输出电压VoutA及VoutB(进而晶体管111及121的栅极电压AGH及BGH)在短时间内稳定，因此可顺利地进行从高输出阻抗状态向线性驱动状态的切换。

另外，图3中，举例说明了在PWM信号PWMA及PWMB均成为高电平的时间点(时刻t12)，将驱动器电路11及12切换为高输出阻抗状态的构成，本发明的构成并非不限定于此，也可成为如下构成，即，在PWM信号PWMA及PWMB均成为低电平的时间点(时刻t9)，将驱动器电路11及12切换为高输出阻抗。

另外，只要为将驱动器电路11及12从PWM驱动状态经由高输出阻抗状态而切换为线性驱动状态的构成(A→Z→L)，则与将驱动器电路11及12从PWM驱动状态直接切换为线性驱动状态的构成相比，可防止驱动器电路11及12的贯通电流(进而不必要的能量损耗)。

尤其是，只要为确认输出晶体管(111、112、121、122)均已断开后将驱动器电路11及12切换为线性驱动状态的构成，则可确实防止驱动器电路11及12的贯通电流。

另外，本构成例的马达驱动装置10中，对输出电压VoutA及VoutB进行监控，确认输出晶体管(111、112、121、122)均已断开，但本发明的构成并非限定于此，例如，也可形成为对栅极电压(AGH、AGL、BGH、BGL)进行监控的构成。

另外，图3中，例示使输出电流Iout从驱动器电路11侧经由马达20而流动至驱动器电路12侧的情况进行了说明，但与此相反，在使输出电流Iout从驱动器电路12侧经由马达20而流动至驱动器电路11侧的情况下，也通过与所述相同的动作而适当地实施从PWM驱动状态向线性驱动状态的切换动作。

图4是表示马达控制信号S1与输出电流Iout的关系的图。如图4所示，控制电路17在输出电流Iout大于特定值(+Ith/-Ith)的大电流区域将驱动器电路11及12切换为PWM驱动状态，另一方面，在输出电流Iout小于特定值(+Ith/-Ith)的小电流区域将驱动器电路11及12切换为线性驱动状态。通过形成这样的构成，可在大电流区域使用PWM驱动方式而降低功耗，且在小电流区域使用线性驱动方式而提高驱动精度。

另外，图1中，以将外部使能信号EN1与马达控制信号S1作为其它系统的信号进行外部输入的构成为例进行了说明，但本发明的构成并非限定于此，也可根据马达控制信号S1的数字值而将与外部使能信号EN1相当的信号在内部生成。

图5是线性驱动器113及123的输出特性图。如图5所示，线性驱动器113及123在使驱动器电路11及12为线性驱动状态的期间，以在马达20的两端间电压(＝|VoutA-VoutB|)小于特定值的区域使马达20中流动有偏置电流Ibias的方式，生成栅极电压(AGH、AGL、BGH、BGL)。通过形成这样的构成，可防止马达20的死区。

<对于硬盘驱动器的应用>

图6是表示搭载有马达驱动装置的硬盘驱动器的一构成例的立体图(卸除顶盖的状态)。本构成例的硬盘驱动器Y为磁盘存储装置的一种，其包含：盘片Y1、磁头Y2、摇臂Y3、灯机构Y4、前置放大器Y5、主轴马达Y6、音圈马达Y7、锁存机构Y8、接口连接器Y9、及跳线开关Y10。

盘片Y1是在铝基板或玻璃基板的表面上层叠磁性层而形成的磁盘。在1台硬盘驱动器Y中，内置有1片～4片左右的盘片Y1。

磁头Y2对盘片Y1进行数据读写。

摇臂Y3的前端载有磁头Y2。

灯机构Y4是盘片Y1非旋转时的磁头Y2的退避处，且设置在比盘片Y1的最外周更靠外侧处。

前置放大器Y5对由磁头Y2获得的再生信号进行放大。

主轴马达Y6使盘片Y1以固定的转速(4200rpm、5400rpm、7200rpm、10000rpm、15000rpm等)而旋转。

音圈马达Y7通过使摇臂Y3进行圆弧运动而使磁头Y2在盘片Y1的半径方向上移动。另外，图1的马达驱动装置10作为用以驱动该音圈马达Y7的机构而搭载在硬盘驱动器Y上。

锁存机构Y8在硬盘驱动器Y停止的期间，将摇臂Y3固定。

接口连接器Y9通过电缆而与安装在电脑等的母板上的主机接口电路连接。

在将多个硬盘驱动器连接至1台个人电脑时，跳线开关Y10是使用跳线引脚(jumperpin)用以进行硬盘驱动器Y的设备设定(主控器/从控器等)的开关。

另外，图6中虽未描绘，但在硬盘驱动器Y上，设置着安装有各种电子电路的印刷电路板。

<对于台式电脑的应用>

图7是表示搭载着硬盘驱动器的台式电脑的一构成例的外观图。本构成例的台式电脑X包含本体箱X10、液晶监控器X20、键盘X30、及鼠标X40。

本体箱X10中收纳中央运算处理装置X11、存储器X12、光学驱动器X13、及硬盘驱动器X14等。

中央运算处理装置X11通过执行储存在硬盘驱动器X14中的操作系统或各种应用程序，而总括地控制台式电脑X的动作。

存储器X12是被作为中央运算处理装置X11的作业区域(例如在程序的执行时储存着任务数据的区域)而利用。

光学驱动器X13进行光盘的读/写。作为光盘，可列举CD(compact disc，压缩磁盘)、DVD(digital versatile disc，数字化通用磁盘)、及BD(Blu-ray disc，蓝光磁盘)等。

硬盘驱动器X14(相当于图6的硬盘驱动器Y)是使用密闭在框体内的磁盘对程序或数据进行非易失性储存的大容量辅助存储装置之一。

液晶监控器X20根据来自中央运算处理装置X11的指示而输出影像。

键盘X30及鼠标X40是接受用户的操作的人性化接口装置(human interface device)之一。

<工业利用可能性>

本说明书中揭示的技术可适当地用作例如用以提高对音圈马达进行驱动的马达驱动装置的能效的技术。

<其它变形例>

另外，所述实施方式中，以将本发明应用于搭载有硬盘驱动器的台式电脑的构成为例进行了说明，但本发明的适用对象并非限定于此，可将本发明应用于例如所有的搭载有硬盘驱动器的各种电子设备(笔记电脑、平板电脑、硬盘记录器、音频播放器、及游戏机等)。

另外，所述实施方式中，以将本发明应用于硬盘驱动器用的驱动音圈马达的马达驱动装置的构成为例进行了说明，但本发明的适用对象并非限定于此，成为驱动对象的马达(包含致动器)的种类或用途不限，可将本发明应用于所有的混合式马达驱动装置。

另外，本说明书中揭示的各种技术特征除所述实施方式外，在不脱离其技术创作的主旨的范围内可进行各种变更。即，应认为所述实施方式的所有点均为例示而非限制，本发明的技术范围是通过权利要求书而非所述实施方式的说明而揭示，且应理解为其包含属于与权利要求书均等的意义及范围内的所有的变更。

Claims (15)

1.一种马达驱动装置，其包含：

驱动器电路，其生成对马达的输出电流；及

控制电路，其控制所述驱动器电路；

其中，所述控制电路在将所述驱动器电路从PWM驱动状态切换为线性驱动状态时，以在切换前后所述输出电流流动的路径不变化的方式进行切换时序的控制，且在切换中途将所述驱动器电路暂时切换为高输出阻抗状态。

2.根据权利要求1所述的马达驱动装置，其中

所述控制电路在将所述驱动器电路从PWM驱动状态切换为高输出阻抗状态后，确认所述驱动器电路的输出晶体管均已断开，将所述驱动器电路从高输出阻抗状态切换为线性驱动状态。

3.根据权利要求2所述的马达驱动装置，其还包含输出电压监控电路，所述输出电压监控电路对施加至所述马达的输出电压进行监控，

其中，所述控制电路根据所述输出电压监控电路的输出信号来确认所述驱动器电路的输出晶体管均已断开。

4.根据权利要求1所述的马达驱动装置，其还包含：

感测电阻，其与所述马达串联连接；

输出反馈电路，其根据所述感测电阻的两端电压生成反馈电压；及

PWM信号生成电路，其将所述反馈电压与斜坡电压加以比较而生成PWM信号；

其中，所述控制电路根据所述PWM信号使所述驱动器电路进行PWM驱动。

5.根据权利要求4所述的马达驱动装置，其中

所述驱动器电路包含：

线性驱动器，其根据所述反馈电压而使所述输出晶体管的栅极电压连续地变化；及

预驱动器，其在使所述驱动器电路为PWM驱动状态时，根据来自所述控制电路的指示将所述输出晶体管的栅极电压周期性地切换为高电平或低电平，另一方面，在使所述驱动器电路为线性驱动状态时，从所述输出晶体管的栅极切离。

6.根据权利要求5所述的马达驱动装置，其中

所述控制电路在使所述驱动器电路为高输出阻抗状态时，以使所述驱动器电路中包含的所有输出晶体管断开的方式控制所述预驱动器。

7.根据权利要求6所述的马达驱动装置，其中

所述PWM信号生成电路包含：

振荡器，其生成所述斜坡电压及使其反转所得之反转斜坡电压；

第一比较器，其将所述反馈电压与所述斜坡电压加以比较而生成第一PWM信号；及

第二比较器，其将所述反馈电压与所述反转斜坡电压加以比较而生成第二PWM信号。

8.根据权利要求7所述的马达驱动装置，其中

所述控制电路在使所述驱动器电路为PWM驱动状态的期间，以如下方式控制所述预驱动器，即，根据所述第一PWM信号与所述第二PWM信号切换所述输出电流流动的路径。

9.根据权利要求8所述的马达驱动装置，其中

所述控制电路在使所述驱动器电路为PWM驱动状态的期间，以如下方式控制所述预驱动器，即，在所述第一PWM信号与所述第二PWM信号的逻辑电平不同时，使所述输出电流在从电源电压的施加端经由所述马达到达接地电压的施加端的路径上流动，另一方面，在所述第一PWM信号与所述第二PWM信号的逻辑电平一致时，使所述输出电流在从所述电源电压的施加端经由所述马达到达所述电源电压的施加端的路径上，或者在从所述接地电压的施加端经由所述马达到达所述接地电压的施加端的路径上流动。

10.根据权利要求9所述的马达驱动装置，其中

所述控制电路在将所述驱动器电路从PWM驱动状态切换为高输出阻抗状态时，将所述第一PWM信号与所述第二PWM信号的逻辑电平彼此一致的时间点作为切换时序。

11.根据权利要求5所述的马达驱动装置，其中

所述线性驱动器在使所述驱动器电路为线性驱动状态的期间，以在所述马达的两端间电压小于特定值的区域使所述马达中流动有偏置电流的方式，生成所述输出晶体管的栅极电压。

12.根据权利要求4所述的马达驱动装置，其中

所述输出反馈电路包含：

差动放大器，其对所述感测电阻的两端电压进行放大而生成第一电压；

数字/模拟转换器，其根据数字马达控制信号生成第二电压；及

误差放大器，其对根据所述第一电压与所述第二电压双方所决定的第三电压与特定的基准电压的差量进行放大而生成所述反馈电压。

13.根据权利要求1所述的马达驱动装置，其中

所述控制电路在所述输出电流大于特定值的大电流区域将所述驱动器电路切换为PWM驱动状态，另一方面，在所述输出电流小于特定值的小电流区域将所述驱动器电路切换为线性驱动状态。

14.一种磁盘存储装置，其包含：

盘片；

磁头，其对所述盘片进行数据的读写；

摇臂，其前端载有所述磁头；

主轴马达，其使所述盘片旋转；

音圈马达，其使所述摇臂进行圆弧运动；及

马达驱动装置，其对所述音圈马达进行驱动；

其中，所述马达驱动装置包含：

驱动器电路，其生成对马达的输出电流；及

控制电路，其控制所述驱动器电路；

其中，所述控制电路在将所述驱动器电路从PWM驱动状态切换为线性驱动状态时，以在切换前后所述输出电流流动的路径不变化的方式进行切换时序的控制，且在切换中途将所述驱动器电路暂时切换为高输出阻抗状态。

15.一种电子设备，其包含磁盘存储装置，

所述磁盘存储装置包含：

盘片；

磁头，其所对所述盘片进行数据的读写；

摇臂，其前端载有所述磁头；

主轴马达，其使所述盘片旋转；

音圈马达，其使所述摇臂进行圆弧运动；及

马达驱动装置，其对所述音圈马达进行驱动；

其中，所述马达驱动装置包含：

驱动器电路，其生成对马达的输出电流；及

控制电路，其控制所述驱动器电路；

其中，所述控制电路在将所述驱动器电路从PWM驱动状态切换为线性驱动状态时，以在切换前后所述输出电流流动的路径不变化的方式进行切换时序的控制，且在切换中途将所述驱动器电路暂时切换为高输出阻抗状态。

Images