CN103886872A - 独立驱动的写线圈 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种独立驱动的写线圈。具有两个独立驱动的写线圈的写入器组件允许针对具体应用细调和优化由该写入器组件产生的组合写磁场。两个前置放大器可被纳入到印刷电路板中以分别地驱动写线圈。在其它实现中，可存在两个以上的写线圈和对应的前置放大器。

Description

独立驱动的写线圈

背景技术

硬盘驱动器(即HDD)是基于块的数据存储设备，它使用HDD的一个或多个旋转盘片片内的非易失性存储器来存储和检取数字信息。典型的HDD包括一个或多个写入器组件，这些写入器组件在相应盘片表面上方飞行并将电流转换成磁场以将数据写至HDD的盘片。

前置放大器通过在每个写入器组件中串联的一个或多个写线圈施加要求的电流。每个写入器组件中的写线圈发挥功能以将电流转换成磁场并通过写磁极引导结果得到的磁通密度以将数据写至HDD的盘片。由于一个或多个写线圈中的每一个被串联地缠绕在每个写入器组件内，所以不能将写电流各自地调谐至HDD的每个写入器组件内的写线圈中的每一个。

发明内容

本文描述和要求保护的实现通过使用单独的前置放大器独立地驱动写入器组件内的至少两个写线圈来解决前述问题。

本文描述和要求保护的实现进一步通过提供一种写入器组件来解决前述问题，该写入器组件包括：由第一前置放大器独立驱动的第一写线圈；以及由第二前置放大器独立驱动的第二写线圈。

本文描述和要求保护的实现又进一步通过提供一系统来解决前述问题，该系统包括：包括第一前置放大器和第二前置放大器的印刷电路板；以及包括由第一前置放大器独立驱动的第一写线圈和由第二前置放大器独立驱动的第二写线圈的写入器组件。

本文还描述和记载了其它实现方式。

附图简述

图1示出一示例性硬盘驱动器组件，该硬盘驱动器组件包括两个独立驱动的写线圈，它们被安装在位于执行器臂的末端并位于存储介质盘上方的滑块上。

图2是包括两个独立驱动的写线圈的写入器组件的横截面图。

图3是写入器组件的两个独立驱动的写线圈的分解平面图。

图4示出包括两个独立驱动的写线圈的写入器组件的示例性电路图。

图5示出使用包括两个独立驱动的写线圈的写入器组件的示例性操作。

具体实施方式

图1示出一示例性硬盘驱动器或HDD组件100，该组件100包括两个独立驱动的写线圈128、130，它们被安装在位于执行器臂110的末端并位于存储介质盘(或盘片)108上方的滑块120上。特别参见视图A(x-y平面)，盘108包括外径102和内径104，在外径102和内径104之间是由圆形虚线表示的数个大致圆形的数据轨道(例如轨道106)。在一个实现中，盘108以高速绕盘转轴112转动，同时信息被写入至和读出自盘108上的数据轨道。此外，盘转速可以是固定的或变化的。

信息可通过使用执行器臂110被写入至或读出自盘108。执行器臂110在寻道操作期间绕执行器转轴114转动以定位盘108上的合需数据轨道和扇区。介质盘108上的特定位置可由任何可用的寻址机制来定义。示例方案包括柱面-磁头-扇区(CHS)寻址以及逻辑块寻址(LBA)方案。执行器臂110朝向盘108延伸并且滑块120位于执行器臂110的末端处。滑块120紧邻盘108地在其上飞行，同时从盘108读出数据和将数据写至盘108。在其它实现中，盘驱动器组件100中存在一个以上的滑块120、执行器臂110和/或盘108。

柔性电缆122提供从印刷电路板(PCB，未示出)至附连于滑块120的电子组件(例如读元件116和写线圈128、130)的必要电连接路径，同时允许执行器臂110在操作期间枢转运动。柔性电缆122可沿执行器臂110从PCB路由至滑块120。PCB可包括电路(例如前置放大器或预放器)，用于例如在写操作期间控制被施加至写线圈128、130的写电流并在读操作期间放大由读元件116产生的读信号。参见图2以获得有关写线圈128、130的细节，以及参见图4以获得有关与每个写线圈对应的前置放大器的细节。

滑块120的侧视图详细示出于图1的x-z平面的视图B中，并且包括读元件116、写线圈128和130、写磁极118以及回归磁极132，它们均位于滑块120的后缘126附近。其它微电子组件也被安装在后缘126附近或滑块120的其它区域上。滑块120和组件100其它特征的外观仅为说明目的给出并且不按照比例绘制。写线圈128和130、写磁极118以及回归磁极132可一并被称为写入器组件124。

盘108具有嵌入到其内的众多独立磁域，并且盘108在视图B中总体而言相对于滑块120沿负x方向移动。读元件116是磁阻的(即其阻值随着从读元件116下面经过的下层盘108的磁域的的磁场和极性而变化)，这允许读元件116从下层盘108读出数据。

写线圈128、130各自彼此独立地操作并分别经由导线对134、136电连接于PCB上的专用前置放大器(未示出)。写线圈128、130各自经由导线对134、136从相应前置放大器接收电流，并将接收的电流转换成磁场。由写线圈128、130产生的累计(或组合)磁场经由写磁极118和回归磁极132被引导至下层盘108(如箭头138所示)。当盘108的磁域在写磁极118下面经过时，磁场改变盘108的磁域的磁极性。这允许写入器组件124将数据写至下层盘108。

通过独立地改变施加于写线圈128、130中的每一个的电流，可针对具体的操作或HDD配置来细调累计写磁场。更具体地，通过独立地改变施加于写线圈128、130中的每一个的电流，可细调累计写磁场角、大小、梯度、过冲幅度、过冲时长和相位中的一个或多个。对施加于写线圈128、130中的每一个的电流的细调将在下面参照图2进行更详细的讨论。此外，对写线圈128、130本身的细调也更详细地参照图2予以讨论。

写磁场角和大小指参照滑块120空气承载表面的写磁场矢量方向和大小。写磁场梯度指沿盘108的数据轨道每单位距离的写磁场大小变化率。过冲幅度指写电流大小相比稳态写电流大小遵循写线圈电流极性变化的短暂增加。过冲时长指该短暂增加的时长。过冲可改善写入器组件124性能以使在写入器组件124下面经过的磁域的磁极性平移。相位指当将施加于写线圈128的电流信号与施加于写线圈130的信号电流作比较时的波形相位差。

当前公开的技术可应用于存储驱动器组件，而不是图1所示的盘驱动器子组件100。此外，当前公开的技术可用于将数据写至平坦表面而不是例如盘108之类的旋转盘。

图2是包括两个独立驱动的写线圈228、230的写入器组件224的横截面图。图2的横截面图是跨写线圈228、230的中点剖切的，写线圈228、230是相对平坦的(即薄饼式)线圈，每个写线圈围绕大致沿x方向定位的轴线盘绕。写线圈228、230被图示为具有大致三匝并在每匝中包括各线股构成的线束。

在其它实现中，写线圈228、230中的每一匝包括单个线股。此外，根据写线圈228、230的要求性能特征，写线圈228、230中的一个或两者可具有比所绘出的三匝更多或更少数量的匝。在其它实现中，存在两个以上独立驱动的写线圈。此外，尽管图1-4中绘出的写线圈是围绕基本沿x方向取向的轴线盘绕的相对平坦线圈，然而其它实现可将螺旋式线圈用于写线圈228、230中的一个或两者，该螺旋式线圈可围绕大致沿z方向取向的轴线。

写线圈228、230被取向在写磁极218的相对两侧上并产生累计(或组合)写磁场矢量(由箭头238表示)，该写磁场矢量经由写磁极218被引向下层盘208，并经由回归磁极232返回到写入器组件224。通过写线圈228、230驱动的电流产生一磁场，当盘208的磁域从写磁极218下面经过时，该磁场改变盘208的磁域的磁极性。这允许写入器组件224将数据写至盘208。写入器组件224内的写线圈228、230中的每一个的相对取向可根据要求的性能特征而改变。

累计写磁场矢量(由箭头238所示)被图示为具有负x方向的分量。这暗示着流过写线圈228的电流大小、方向和/或相位与写入器组件224(包括写磁极218和写入器屏蔽件(未示出))的几何性质相结合，使得写线圈228的输出磁通量胜过写线圈230的输出磁通。在其它实现中，写线圈230的输出磁通量胜过写线圈228的输出磁通量，这将改变累计写磁场以使其具有正的x方向分量。

写线圈228、230彼此独立地工作。更具体地，写线圈228经由导线234、235连接于前置放大器240。前置放大器240将规定的(或预定的)电流施加至写线圈228以从写线圈228产生合需的写磁场。类似地，写线圈230经由导线236、237连接于前置放大器242。前置放大器242将规定的电流施加至写线圈230以从写线圈230产生合需的写磁场。由写线圈228、230中的每一个产生的写磁场组合以产生组合的合需写磁场矢量(如箭头238所示)。

尽管前置放大器240、242中的每一个被图示为产生具有特定极性的电流，但在其它实现中，前置放大器240、242中的一个或两者产生具有相反极性的电流。在又一实现中，由前置放大器240、242中的每一个产生的电流的大小、极性和/或相对相位可随时间改变。

通过独立地改变施加于写线圈228、230中的每一个的电流，可针对具体的操作或HDD配置来细调累计写磁场。更具体地，通过独立地改变施加于写线圈228、230中的每一个的电流，可细调累计写磁场角、大小、梯度、过冲幅度、过冲时长和相位中的一个或多个。

在一种实现中，将大约50毫安施加于写线圈228并将大约30毫安施加于写线圈230(或以相反方式施加)相比于通过串联电连接的传统写入器线圈达成的各自接收约40毫安的写线圈228、230取得优越的性能。尽管该示例性实现采用80毫安乘以写线圈228、230中的每一个的线圈总匝数得到的不变的总磁动势(MMF)，然而其它实现可改变总MMF以获得要求的性能特性。

图3是写入器组件(未示出)的两个独立驱动的写线圈328、330的分解平面图。写线圈328、330中的每一个是相对平坦的(即薄饼式)线圈并围绕基本沿x方向取向的轴线盘绕。写线圈328、330被图示为具有大致三匝，在最内匝和最外匝的端部具有电接触焊盘344、346、348、350。更具体地，写线圈328在其最外匝包括电接触焊盘344并在其最内匝具有电接触焊盘346。同样地，写线圈330在其最外匝包括电接触焊盘348并在其最内匝具有电接触焊盘350。在其它实现中，根据写线圈328、330的要求性能特征，写线圈328、330中的一个或两者可具有比三匝更多或更少数量的匝。在其它实现中，存在两个以上独立驱动的写线圈。

在图示实现中，写线圈328、330在y-z平面(如箭头352所示)内彼此层叠，其中写线圈328应当由写线圈330隐藏（如果沿组装的取向描绘的话）。在其它实现中，写线圈328、330相对于彼此处于其它的取向，并且可对各种取向进行优化以获得要求的性能特征。

写线圈328、330彼此独立地工作。更具体地，写线圈328经由导线334、335连接于前置放大器340。前置放大器340将规定的(或预定的)电流施加至写线圈328以从写线圈328产生合需的写磁场。类似地，写线圈330经由导线336、337连接于前置放大器342。前置放大器342将规定的(或预定的)电流施加至写线圈330以从写线圈330产生合需的写磁场。由写线圈328、330中的每一个产生的写磁场组合以产生组合的合需写磁场(未示出)。

写线圈328、330、接触焊盘344、346、348、350以及导线334、335、336、337可由任何可用的导电金属或金属性合金(例如铜合金和金合金)构造成。此外，尽管前置放大器340、342中的每一个被图示为产生具有特定极性的电流，但在其它实现中，前置放大器340、342中的一个或两者产生具有相反极性的电流。在又一实现中，由前置放大器340、342中的每一个产生的电流的大小、相对相位和/或极性随时间改变。

通过独立地改变施加于写线圈328、330中的每一个的电流，可针对具体的操作或HDD配置来细调累计写磁场。更具体地，通过独立地改变施加于写线圈328、330中的每一个的电流，可细调累计写磁场角、大小、梯度、过冲幅度、过冲时长和相位中的一个或多个。

在另一实现中，存在位于写线圈328、330中的每一个中的不同匝处的辅助焊盘。例如，写线圈328、330中的每一个可具有位于第二匝处的辅助焊盘。这提供了灵活性，以根据选择使用的焊盘对来接合写线圈328、330中的每一个的所有三匝、两匝或一匝。这些选择的焊盘可在相应存储驱动器操作期间改变以优化存储驱动器的性能特征。

图4示出包括两个独立驱动的写线圈428、430的写入器组件424的示例性电路图400。电路图400包括电连接于印刷电路板(PCB)454的滑块420。滑块420包括读元件416和写入器组件424，该写入器组件424进一步包括写线圈428和430、写磁极418和回归磁极432。滑块420紧贴地在存储介质表面(未示出)之上飞行，同时使用读元件416将数据从存储介质读出并使用写入器组件414将数据写至存储介质。

PCB454包括读驱动器456和前置放大器440、442，前置放大器440、442分别驱动写线圈428、430。读驱动器456处理从读元件416接收的读信号并将读信号送出至读通道。前置放大器440、442处理进入的写数据并将电信号输出至与写数据对应的写线圈428、430。写线圈428、430形成一组合磁场，该组合磁场经由写磁极418和回归磁极432被引导至存储介质。组合磁场有选择地切换存储介质上的磁域的极性，以将写数据写至存储介质。

图5示出使用包括两个独立驱动的写线圈的写入器组件的示例性操作500。第一驱动操作505用第一电流驱动第一写线圈。在一种实现中，电路板上的第一前置放大器产生第一电流。第二驱动操作510用第二电流驱动第二写线圈。在一种实现中，电路板上的第二前置放大器产生第二电流。

产生操作515从第一写线圈和第二写线圈产生组合的写磁场。更具体地，第一写线圈将来自第一前置放大器的电流转换成第一写磁场。第二写线圈将来自第二前置放大器的电流转换成第二写磁场。第一写磁场和第二写磁场组合成组合的写磁场。组合的写磁场被用来通过改变存储介质上的选定磁域的极性而将数据写至存储介质。

在一种实现中，具有独立驱动的写线圈的写入器组件被用于产品存储驱动器中，以将数据选择性地写至存储驱动器中的存储介质。例如，可在各产品存储驱动器的委任下调整每个写线圈的MMF以使具体应用的性能最大化和/或补偿驱动器制造中的差异。此外，性能可依赖于存储驱动器中的具体头(例如头1、头2等)和位置(例如位于盘片内径附近还是盘片外径附近)而显著改变。可使用包含每个写线圈根据具体头及其当前位置的MMF值的查找表以实时地优化写入器组件的写性能。

在其它实现中，具有独立驱动的写线圈的写入器组件被用作度量装置，以配置产品存储驱动器的各种存储驱动器头、介质和头介质组合。具有独立驱动的写线圈的度量装置写入器组件可用于随时间地改变写线圈的输入参数以确定哪种配置取得最佳的性能。其它写入器组件可被设计成取得与由度量写入器组件取得的相似优化的写磁场。

本文描述的本发明的各实施例在一个或多个计算机系统中被实现为逻辑步骤。本发明的这些逻辑操作被实现为：(1)在一个或多个计算机系统中执行的一系列处理器实现的步骤；(2)一个或多个计算机系统中的互连机或电路模块。这种实现是取决于实现本发明的计算机系统的性能需求的选择问题。因此，构成本文描述的本发明的实施例的逻辑操作各自不同地被称为操作、步骤、对象或模块。此外，应当理解，逻辑操作可以任何顺序执行，根据需要增加或省去一些操作，除非明确声明是其它情形或者特定顺序是权利要求语言所固有地要求的。

前面的说明、示例和数据提供了对本发明的结构和示例性实施例的使用的完整说明。由于可不脱离本发明的精神和范围地构思出本发明的许多实施例，因此本发明落在下面所附权利要求书的范围内。此外，不同实施例的结构特征可结合到又一实施例中而不脱离所引述的权利要求的范围。

Claims (20)

1.一种方法，包括：

使用不同的前置放大器独立地驱动写入器组件中的至少两个写线圈。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述不同的前置放大器使用不同电流大小、相位和极性中的一个或多个驱动所述至少两个写线圈。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述至少两个写线圈产生各自的写磁场，所述写磁场得到组合的写磁场。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述组合的写磁场经由写磁极和回归磁极被引导至存储介质以将数据写至所述存储介质。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述至少两个写线圈被取向在所述写磁极的相对两侧上。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述至少两个写线圈中的每一个具有基本平坦的取向和基本螺旋的取向中的一种。

7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述写线圈中的至少一个利用位于所述写线圈的不同匝上的至少三个焊盘。

8.一种写入器组件，包括：

由第一前置放大器独立驱动的第一写线圈；以及

由第二前置放大器独立驱动的第二写线圈。

9.如权利要求8所述的写入器组件，其特征在于，使用不同的电流大小、相位和极性中的一个或多个，所述第一前置放大器驱动所述第一写线圈而所述第二前置放大器驱动所述第二写线圈。

10.如权利要求8所述的写入器组件，其特征在于，所述第一写线圈和所述第二写线圈产生各自的写磁场，所述写磁场得到组合的写磁场。

11.如权利要求10所述的写入器组件，其特征在于，还包括：

写磁极；以及

回归磁极，其中所述组合的写磁场经由所述写磁极和所述回归磁极被引导至存储介质以将数据写至所述存储介质。

12.如权利要求11所述的写入器组件，其特征在于，所述第一写线圈和所述第二写线圈被取向在所述写磁极的相对两侧上。

13.如权利要求8所述的写入器组件，其特征在于，所述第一写线圈和所述第二写线圈中的每一个具有基本平坦的取向和基本螺旋的取向中的一种。

14.如权利要求8所述的写入器组件，其特征在于，所述第一写线圈和所述第二写线圈中的至少一个利用位于所述写线圈的不同匝上的至少三个焊盘。

15.一种系统，包括：

包括第一前置放大器和第二前置放大器的印刷电路板；以及

写入器组件，所述写入器组件包括由所述第一前置放大器独立驱动的第一写线圈和由所述第二前置放大器独立驱动的第二写线圈。

16.如权利要求15所述的系统，其特征在于，使用不同的电流大小、相位和极性中的一个或多个，所述第一前置放大器驱动所述第一写线圈而所述第二前置放大器驱动所述第二写线圈。

17.如权利要求15所述的系统，其特征在于，所述第一写线圈和所述第二写线圈产生各自的写磁场，所述写磁场得到组合的写磁场。

18.如权利要求17所述的系统，其特征在于，所述写入器组件还包括写磁极和回归磁极，其中组合的写磁场经由所述写磁极和所述回归磁极被引导至存储介质以将数据写至所述存储介质。

19.如权利要求15所述的系统，其特征在于，所述第一写线圈和所述第二写线圈中的每一个具有基本平坦的取向和基本螺旋的取向中的一种。

20.如权利要求15所述的系统，其特征在于，所述第一写线圈和所述第二写线圈中的至少一个利用位于所述写线圈的不同匝上的至少三个焊盘。

Images