CN1836369A - 电动机驱动器及磁盘装置 - Google Patents

电动机驱动器及磁盘装置 Download PDF

Info

Publication number
CN1836369A
CN1836369A CNA2004800236112A CN200480023611A CN1836369A CN 1836369 A CN1836369 A CN 1836369A CN A2004800236112 A CNA2004800236112 A CN A2004800236112A CN 200480023611 A CN200480023611 A CN 200480023611A CN 1836369 A CN1836369 A CN 1836369A
Authority
CN
China
Prior art keywords
resistor
output
electromotive force
back electromotive
calculations
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CNA2004800236112A
Other languages
English (en)
Other versions
CN100452636C (zh
Inventor
大尾光明
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Rohm Co Ltd
Original Assignee
Rohm Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Rohm Co Ltd filed Critical Rohm Co Ltd
Publication of CN1836369A publication Critical patent/CN1836369A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN100452636C publication Critical patent/CN100452636C/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P6/00—Arrangements for controlling synchronous motors or other dynamo-electric motors using electronic commutation dependent on the rotor position; Electronic commutators therefor
    • H02P6/14—Electronic commutators
    • H02P6/16—Circuit arrangements for detecting position
    • H02P6/18—Circuit arrangements for detecting position without separate position detecting elements
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B5/00—Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
    • G11B5/48—Disposition or mounting of heads or head supports relative to record carriers ; arrangements of heads, e.g. for scanning the record carrier to increase the relative speed
    • G11B5/54—Disposition or mounting of heads or head supports relative to record carriers ; arrangements of heads, e.g. for scanning the record carrier to increase the relative speed with provision for moving the head into or out of its operative position or across tracks
    • G11B5/55—Track change, selection or acquisition by displacement of the head
    • G11B5/5521—Track change, selection or acquisition by displacement of the head across disk tracks
    • G11B5/5526—Control therefor; circuits, track configurations or relative disposition of servo-information transducers and servo-information tracks for control thereof
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B19/00—Driving, starting, stopping record carriers not specifically of filamentary or web form, or of supports therefor; Control thereof; Control of operating function ; Driving both disc and head
    • G11B19/20—Driving; Starting; Stopping; Control thereof
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B21/00—Head arrangements not specific to the method of recording or reproducing
    • G11B21/02—Driving or moving of heads
    • G11B21/08—Track changing or selecting during transducing operation
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B5/00—Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
    • G11B5/48—Disposition or mounting of heads or head supports relative to record carriers ; arrangements of heads, e.g. for scanning the record carrier to increase the relative speed
    • G11B5/54—Disposition or mounting of heads or head supports relative to record carriers ; arrangements of heads, e.g. for scanning the record carrier to increase the relative speed with provision for moving the head into or out of its operative position or across tracks
    • G11B5/55—Track change, selection or acquisition by displacement of the head
    • G11B5/5521—Track change, selection or acquisition by displacement of the head across disk tracks
    • G11B5/5526—Control therefor; circuits, track configurations or relative disposition of servo-information transducers and servo-information tracks for control thereof
    • G11B5/553—Details
    • G11B5/5534—Initialisation, calibration, e.g. cylinder "set-up"

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Control Of Electric Motors In General (AREA)
  • Control Of Direct Current Motors (AREA)
  • Moving Of Head For Track Selection And Changing (AREA)
  • Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)

Abstract

公开了一种电动机驱动器及磁盘装置，其中反电动势检测电路(12)结合了：A/D转换电路(14)，其将差分放大器电路(A2)的输出转换为数字信号；和偏移计算电路(15)，其根据A/D转换电路(14)的输出设置可变电阻器(R2)的电阻值。基于在馈送给电动机线圈(L)的驱动电流等于零时A/D转换电路(14)获得的输出与在馈送给电动机线圈(L)的驱动电流等于预定值时A/D转换电路(14)获得的输出之间的差，偏移计算电路(15)设置可变电阻器R2的电阻值。

Description

电动机驱动器及磁盘装置
技术领域
本发明涉及一种驱动直流电动机的电动机驱动器，并且更具体地说，涉及一种监视流过电动机线圈的电流以校正输入电压中的偏移电压的电动机驱动器。本发明还涉及一种利用这种电动机驱动器来驱动并控制磁头的磁盘装置。
背景技术
诸如用来产生移动硬盘驱动器中的磁头的机械力的VCM(音圈电动机)之类驱动并控制直流电动机的电动机驱动器通过控制馈送给直流电动机中具有的电动机线圈的驱动电流的电流值来控制直流电动机的速度。作为一种传统的技术，已经提出了一种直流电动机的速度控制电路，其中基于流过分压电阻器的电流值来检测在驱动直流电动机的电动机线圈时出现的反电动势，并且根据如此检测到的反电动势来控制直流电动机的速度(见下面列出的专利公开1)。
在这种速度控制电路中，改变分压电阻器之一的电阻值，使得逐步改变旋转速度。此外，当改变直流电动机的旋转速度时，它的转矩特性相对于负载的关系相应地改变。为了抑制转矩相对于负载的这种改变，改变分压电阻器与电源电压之间与直流电动机并联连接的电阻器的电阻值。
在如上控制直流电动机速度的电动机驱动器中，提供了如图7所示那样配置的反电动势检测电路。该电路包括：一端与直流电动机的电动机线圈L的一端连接的电阻器Rs；一端与电阻器Rs的另一端连接的电阻器R1；反相输入端与电阻器R1的另一端连接并且非反相输入端与电阻器Rs和电动机线圈L之间的节点连接的差分放大器电路A1；连接在差分放大器电路A1的反相输入端与输出端之间的可变电阻器R2；一端与差分放大器电路A1的输出端连接的电阻器R3；一端与电阻器R3的另一端连接并且在其另一端接收直流电压Vref的电阻器R4；一端与电动机线圈L的另一端连接的电阻器R5；非反相输入端与电阻器R3和R4之间的节点连接并且反相输入端与电阻器R5的另一端连接的差分放大器电路A2；以及与差分放大器电路A2的反相输入端和输出端连接的电阻器R6。
如上所述进行配置，图7所示的反电动势检测电路如下操作。差分放大器电路A1输出包含电动机线圈L中出现的反电动势(作为该信号的分量)的信号。这里，电动机线圈L的内部电阻的电阻值随着电动机驱动器的周围温度改变，于是由于电动机线圈L的内部电阻的电阻值改变而引起的偏移出现在差分放大器电路A2的输出中。为了消除由于电动机线圈L的内部电阻的电阻值改变而引起的这种偏移，图7所示的反电动势检测电路还包括：非反相输入端与差分放大器电路A2的输出端连接并且在反相输入端接收直流电压Voff作为参考电压的差分放大器电路A3；以及根据差分放大器电路A3的输出执行计数操作从而将可变电阻器R2的电阻值改变为与计数值成比例的电阻值的电阻调节计数器100。
因为差分放大器电路A3如比较器一样运行，电阻调节计数器100在输入的每个时钟周期内根据差分放大器电路A3的输出执行计数操作，并且调节可变电阻器R2的电阻值以使其与计数值相称。这里，在被控制目标是用于移动硬盘驱动器中的磁头的VCM的情形中，首先磁头与主轴或者坡道区(ramp area)的内壁接触保持不动，从而不出现反电动势，然后将电阻调节计数器100复位为初始值。然后，差分放大器电路A3将来自差分放大器电路A2的输出与参考电压Voff比较，并且，如果来自差分放大器电路A2的输出较高，则差分放大器电路A3将逻辑高输出馈送到电阻调节计数器100。
这样，在接收时钟脉冲时，电阻调节计数器100计数1，然后改变可变电阻器R2的电阻值，以使其与计数值相称。在以这种方式改变可变电阻器R2的电阻值之后，重复类似顺序的操作；具体地说，将来自差分放大器电路A2的输出与参考电压Voff比较，并且如果它们不相等，则电阻调节计数器100执行计数操作，并改变可变电阻器R2的电阻值。相反，如果来自差分放大器电路A2的输出等于参考电压Voff，差分放大器电路A3输出逻辑低。这使电阻调节计数器100停止计数操作，并且稳定可变电阻器R2的电阻值。
以这种方式，如此调节可变电阻器R2的电阻值，使得来自差分放大器电路A2的输出等于参考电压Voff，并且不出现偏移。这样，图7所示的反电动势检测电路可以消除由于直流电动机的电动机线圈L的内部电阻的电阻值随着温度改变而出现的偏移。
专利公开1：日本专利申请公开No.H8-4391。
发明内容
发明要解决的问题
利用图7所示的配置，可以消除由于直流电动机的电动机线圈L的内部电阻的电阻值而出现的偏移。然而，直到消除偏移之前，电阻调节计数器100逐一计数，并且每次调节电阻值，以使其与计数值成比例。这样，在消除偏移之前要花费时间来调节可变电阻器R2的电阻值。因此，包括图7所示这样的反电动势检测电路的电动机驱动器需要充足的时间来完成初始设置，于是在开始操作之前要花费时间。此外，专利公开1中所公开的直流电动机的速度控制电路不包括自动消除由于直流电动机的电动机线圈L的电阻值随温度变化而出现的偏移的机制。
鉴于上述不便之处，本发明的目的是提供这样一种电动机驱动器，其能够自动改变可变电阻器的电阻值，以便消除响应温度改变而出现的偏移，并且有助于简化自动改变可变电阻器的电阻值的这种能力，并且提供一种包括这种电动机驱动器的磁盘装置。
解决问题的手段
为了实现上述目的，根据本发明，一种电动机驱动器，具有：反电动势检测部分，其检测直流电动机的电动机线圈中出现的反电动势并输出检测信号；和速度控制部分，其基于由所述反电动势检测部分检测的反电动势，设置并输出馈送给所述电动机线圈的驱动电流的电流值。这里，所述电动机驱动器还具有：偏移计算部分，首先，其建立这样的状态，其中不能通过所述电动机线圈驱动所述直流电动机，于是不出现反电动势；然后，其读取在馈送给所述电动机线圈的驱动电流的电流值等于零时所述反电动势检测部分获得的输出作为第一输出；然后，其读取在馈送给所述电动机线圈的驱动电流的电流值等于预定值时所述反电动势检测部分获得的输出作为第二输出；然后，其基于所述第一和第二输出之间的差，计算由于所述电动机线圈的内部电阻的改变而在所述反电动势检测部分的输出中出现的偏移；并且，然后，其通过改变所述反电动势检测部分的放大因子，来消除所述偏移。
发明的效果
根据本发明，因为电动机驱动器具有偏移计算部分，该偏移计算部分通过改变反电动势检测部分的放大因子来消除偏移，所以不再必须在外部执行计算来消除偏移，于是可以减小在外部提供的控制部分的负担。此外，因为可以消除由于电动机线圈中温度相关的改变引起的偏移，所以无论电动机驱动器所安装的环境中温度如何改变，都可以高精度地控制直流电动机。此外，可以通过偏移计算部分的简单计算来初始化电动机驱动器，于是可以减小初始化所需的时间。另外，因为可以利用来自反电动势检测部分的数字信号来改变第二电阻器的电阻值，所以可以简化偏移计算部分所执行的计算。
附图说明
图1是示出了根据本发明的电动机驱动器的配置的方框图。
图2是示出了图1所示的电动机驱动器中具有的反电动势检测电路的内部配置的电路框图。
图3是示出了反电动势检测电路中具有的可变电阻器的配置的电路图。
图4A是示出了其中直流电动机由图1所示的电动机驱动器来驱动的硬盘驱动器的构造的顶视图。
图4B是示出了其中直流电动机由图1所示的电动机驱动器来驱动的硬盘驱动器的构造的截面图。
图5是示出了反电动势检测电路的初始设置操作的时序图。
图6是示出了反电动势检测电路的初始设置操作的时序图。
图7是示出了传统反电动势检测电路的配置的电路图。
标号列表
1     半导体集成电路器件
2     CPU
11    电流控制电路
12    反电动势检测电路
13    D/A转换电路
14    A/D转换电路
15    偏移计算电路
16    减法电路
R1、R3～R6、Rs    电阻器
R2    可变电阻器
A1、A2    差分放大器电路
L     电动机线圈
具体实施方式
后文将参考附图描述本发明的实施例。图1是示出了构成体现本发明的电动机驱动器的半导体集成电路器件的内部配置的方框图。图2是示出了构成图1所示的电动机驱动器的半导体集成电路器件内所形成的反电动势检测电路的内部配置的电路框图。在图1和2中，用途与图7相同的这些部件和组件用相同的标号和符号表示，并且将不重复对它们的详细描述。
构成图1所示的电动机驱动器的半导体集成电路器件1包括：电流控制电路11，其将驱动电流馈送到直流电动机(例如，VCM)的电动机线圈L；反电动势检测电路12，其接收串联连接的电动机线圈L和电阻器Rs的所有不同接触处的电压，以检测电动机线圈L中的反电动势；以及D/A转换电路13，其对电流控制信号执行D/A转换然后将得到的信号馈送到电流控制电路11，其中电流控制信号由CPU 2根据来自反电动势检测电路12的检测信号设置并且确定了从电流控制电路11输出的驱动电流的电流值。
在如上述半导体集成电路器件1那样构成的电动机驱动器中，基于电阻Rs以及电动机线圈L两端的电压，反电动势检测电路12检测在电动机线圈L中出现的反电动势。当代表所检测到的反电动势的检测信号从反电动势检测电路12馈送到CPU 2(这是与半导体集成电路器件1分离的器件)时，CPU2基于检测信号，产生电流控制信号，该电流控制信号确定了要馈送到电动机线圈L的电流的电流值。当将该电流控制信号馈送回半导体集成电路器件1时，D/A转换电路12将其从数字信号转换为模拟信号，然后将其馈送到电流控制电路11。这样，电流控制电路11输出电流值是基于电流控制信号所代表的值来设置的电流，并且将其馈送到电动机线圈L。因此，通过电动机线圈L来驱动并控制直流电动机。
如图2所示，与图7所示的反电动势检测电路相似，反电动势检测电路12包括电阻器R1、R3至R6、可变电阻器R2、以及差分放大器电路A1和A2，并且还包括：对来自差分放大器电路A2的输出执行A/D转换的A/D转换电路14；偏移计算电路15，其对来自A/D转换电路14的输出执行计算，由此计算差分放大器电路A2的偏移，然后设置可变电阻器R2的电阻值；以及减法电路16，其从来自A/D转换电路14的输出中减去偏移计算电路15中存储的偏移。向CPU 2输出从减法电路16输出的数字信号作为检测信号。
在如上所述进行配置的反电动势检测电路12中，令电阻器Rs和R1、可变电阻器R2以及电动机线圈L的内部电阻的电阻值分别是Rs、R1、R2和RL，令电动机线圈L的驱动电流的电流值是Io，并且令电动机线圈L中的反电动势是Vx，那么差分放大器电路A2的输出值V由如下公式(1)表示。在公式(1)中，符号A和B代表常数。
V＝A×(Io×(RL-(R2/R1)×Rs)+Vx+B)            (1)
这样，通过调节可变电阻器R2的电阻值，使得RL-(R2/R1)×Rs＝0，可以从公式(1)所表示的检测信号中消除由于电动机线圈L的驱动电流的电流值Io引起的因素，并且由此可以使差分放大器电路A2的输出值V与反电动势成比例。如果来自差分放大器电路A2的输出值V在从零到Vc的范围中，当电动机线圈L中的反电动势Vx等于零时，检测信号应该是其值与Vc/2相对应的数字信号。为此，来自差分放大器电路A2的输出V包含值A×B-Vc/2作为偏移。因此，其值与该偏移A×B-Vc/2相对应的数字信号存储在偏移计算电路15中，并且馈送给减法电路16。这允许减法电路16输出代表电动机线圈L中的反电动势并且不包含偏移的检测信号。
即使在如上调节可变电阻器R2时，当其中安装了电动机驱动器的环境中的温度改变时，电动机线圈L的内部电阻的电阻值RL改变。这样，当电动机线圈L的内部电阻的电阻值从RL变为RL±ΔRL时，在从减法电路16输出的检测信号中出现值等于±ΔV＝±A×ΔRL×Io的偏移。为了应付这一问题，当电动机驱动器开始驱动时，为了避免由于温度改变而引起的这种偏移，可变电阻器R2的电阻值需要如此改变，以从差分放大器电路A2的输出中消除与±ΔV＝±A×ΔRL×Io相对应的偏移电压。
下面将详细描述如何消除由于温度改变而在检测信号中出现的偏移。为了消除上述偏移ΔV，如果可变电阻器R2的电阻值从R2变为R2±ΔR2，则偏移ΔV与可变电阻器R2的电阻值的改变需要满足如下公式(2)所表示的关系。这里令A/D转换电路14的输出是n位数字信号，A/D转换电路14的输出值V的量化单位Δv等于Vc/2n，并且所输出的数字信号的值的范围是从零到2n-1。此外，当差分放大器电路A1的输出等于Vc/2时，从A/D转换电路14输出的数字信号的值等于2n-1。在这种状态中，由于电动机线圈L的内部电阻改变而引起的在A/D转换电路14的输出值V中出现的偏移ΔV由如下公式(3)表示。这里，符号X代表整数，其满足1≤X≤2n-1。
ΔV＝A×Io×(ΔR2/R1)×Rs    (2)
ΔV＝Δv×X                  (3)
此外，令可变电阻器R2以Δr2的增量来改变，并且改变值ΔR2等于X×Δr2，那么Δr2与Δv之间的关系由如下公式(4)表示。这样，可变电阻器R2的电阻值被分为n位，量化单位等于Δr2。这里，如图3所示，可变电阻器R2由如下元件构成：串联连接的电阻器Ra1、Ra2、…、Ran-1以及Ran，它们的电阻值分别是Δr2×2n-1)、Δr2×2n-2、…、Δr2×21以及Δr2×20；以及MOS晶体管T1至Tn，它们分别与电阻器Ra1至Ran并联连接。也就是说，可变电阻器R2的电阻值R2可以在0≤R2≤Δr2×2n-1)的范围内改变。
Δv＝A×Io×(Δr2/R1)×Rs                (4)
令可变电阻器R2的电阻值的中间值是Rx(＝Δr2×2n-1)，则电阻器Ra1、Ra2、…、Ran-1以及Ran的电阻值分别等于Rx/20、Rx/21、…、Rx/2n-2以及Rx/2n-1。该电阻值Rx与直流电压Vc之间的关系由如下公式(5)表示。这样，在电阻值Rx等于Vc×R1/(2×A×Io×Rs)时，电流值Io可以是常数，或者在电流值Io等于Vc×R1/(2×A×Rx×Rs)时，电阻值Rx可以是常数。
Vc＝A×Io×(2Rx/R1)×Rs                  (5)
对于如上所述进行配置的可变电阻器R2，通过偏移计算电路15打开或关闭MOS晶体管T1至Tn来设置可变电阻器R2的电阻值。具体地说，当MOS晶体管Tk(其中k代表整数，其满足1≤k≤n)打开时，电阻器Rak的电阻值不加到可变电阻器R2的电阻值中；当MOS晶体管Tk关闭时，电阻器Rak的电阻值加到可变电阻器R2的电阻值中。
此外，在偏移计算电路15中，首先读取在馈送给电动机线圈L的驱动电流等于零时A/D转换电路所获得的输出X1，并且将其记录为要在减法电路16中减去的偏移。然后，当直流电动机保持静止并且电动机线圈L中不出现反电动势时，读取在馈送给电动机线圈L的驱动电流具有预定值Io时A/D转换电路所获得的输出X2，并且从在驱动电流等于Io时A/D转换电路所获得的输出X2中减去在驱动电流等于零时A/D转换电路所获得的输出X1。然后，基于结果值X2-X1，打开及关闭MOS晶体管T1至Tn，以设置可变电阻器R2的电阻值。
当偏移计算电路15如上所述进行操作时，例如如图4A所示，当该实施例的电动机驱动器用来驱动并控制产生用于在盘20的表面移动磁头21的驱动力的直流电动机时，在磁头21与坡道区22(处于盘20外部，以将移出的磁头21存放在其中)的内壁的外部边缘部分或者主轴23(处于盘20的中心)保持接触时检测偏移。图4A是从盘20的顶面之上看过去的视图，并且图4B是截面图。在图4A中，代表从坡道区22到主轴23的方向的箭头Da表示加载磁头21的方向，并且代表从主轴23到坡道区22的方向的箭头Db表示卸载磁头21的方向。
具体地说，随着通过从电流控制电路11向电动机线圈L馈送从电动机线圈L流向电阻器Rs的驱动电流以便给出趋向于将磁头21沿着箭头Db所示的方向移动的驱动力，使磁头21与坡道区22的内部的外部边缘部分保持接触，设置可变电阻器R2的电阻值。此外，随着通过从电流控制电路11向电动机线圈L馈送从电阻器Rs流向电动机线圈L的驱动电流以便给出趋向于将磁头21沿着箭头Da所示的方向移动的驱动力，使磁头21与主轴23保持接触，设置可变电阻器R2的电阻值。另外，设当驱动电流沿着从电阻器Rs到电动机线圈L的方向穿过时，其电流值具有正值。
这样，当磁头21与主轴23保持接触时，馈送给电动机线圈L的驱动电流具有正值，因此在A/D转换电路14的输出中出现的偏移等于X2-X1。因此，可变电阻器R2的电阻值被设置为Rx-Δr2×(X2-X1)。另一方面，当磁头21与坡道区22保持接触时，馈送给电动机线圈L的驱动电流具有负值，因此在A/D转换电路14的输出中出现的偏移等于-(X2-X1)。因此，变电阻器R2的电阻值被设置为Rx-Δr2×(X1-X2)。
下面将参考图5和6所示的时序图描述如上所述进行配置的反电动势检测电路12的初始设置操作。这里，设n＝4，于是A/D转换电路14执行向4为数字信号的转换。具体地说，可变电阻器R2由电阻值分别为Rx/20、Rx/21、Rx/22和Rx/23的电阻器Ra1、Ra1、Ra3和Ra4以及分别与电阻器Ra1至Ra4并联连接的MOS晶体管T1至T4组成。
在初始设置操作的开始，响应与(24-1)10＝(1000)2相对应的信号，在其栅极处接收与来自偏移计算电路15的第一位中的“1”相对应的信号的MOS晶体管T1关闭，并且在栅极处接收与第二至第四位中的“0”相对应的信号的MOS晶体管T2至T4打开。结果，在可变电阻器R2中，Ra1与打开的MOS晶体管T2至T4串联连接在一起，于是可变电阻器R2的电阻值是Rx/20。
随后，当在磁头21与主轴23保持接触的状态下检验偏移时，如图5所示，当第一内部时钟脉冲C1输入到反电动势检测电路12时，使馈送给电动机线圈L的驱动电流等于零。然后，当输入第二内部时钟脉冲C2时，偏移计算电路15读取A/D转换电路14的输出X1，并且存储(X1-8)10作为要馈送给减法电路16的偏移。
随后，如图5所示，当输入第三内部时钟脉冲C3时，使馈送给电动机线圈L的驱动电路的电流值等于正值的Io。此后，当输入第四内部时钟脉冲C4时，读取A/D转换电路14的输出X2，以计算(8-(X2-X1))10，并且将与(8-(X2-X1))10相对应的四位信号输出到可变电阻器R2。这样，利用与(8-(X2-X1))10相对应的四位信号，打开或关闭MOS晶体管T1至T4，并且相应地设置可变电阻器R2的电阻值。
例如，假设在馈送内部时钟脉冲C2时读取的输出X1是(1001)2，并且在馈送内部时钟脉冲C4时读取的输出X2是(1011)2。在这种情形中，当馈送内部时钟脉冲C2时，在偏移计算电路15中存储(X1-8)10＝(0001)2作为要馈送给减法电路16的偏移。
随后，当馈送内部时钟脉冲C4时，偏移计算电路15计算(8-(X2-X1))10＝(1000-(1011-1001))2＝(0110)2，并将其馈送到可变电阻器R2。这样，在栅极处接收与第二和第三位中的“1”相对应的信号的MOS晶体管T2和T3关闭，并且在栅极处接收与第一和第四位中的“0”相对应信号的MOS晶体管T1和T4打开。结果，在可变电阻器R2中，电阻器Ra2和Ra3以及打开的MOS晶体管T1和T4串联连接在一起，于是可变电阻器R2的电阻值现在等于Rx/21+Rx/22。
现在，设在馈送内部时钟脉冲C2时读取的输出X1是(1001)2，并且在馈送内部时钟脉冲C4时读取的输出X2是(0111)2。在这种情形中，当馈送内部时钟脉冲C2时，在偏移计算电路15中存储(X1-8)10＝(0001)2作为要馈送给减法电路16的偏移。
随后，当馈送内部时钟脉冲C4时，偏移计算电路15计算(8-(X2-X1))10＝(1000-(0111-1001))2＝(1010)2，并将其馈送到可变电阻器R2。这样，在栅极处接收与第一和第三位中的“1”相对应的信号的MOS晶体管T1和T3关闭，并且在栅极处接收与第二和第四位中的“0”相对应信号的MOS晶体管T2和T4打开。结果，在可变电阻器R2中，电阻器Ra1和Ra3以及打开的MOS晶体管T2和T4串联连接在一起，于是可变电阻器R2的电阻值现在等于Rx/20+Rx/22。
另一方面，当在磁头21与坡道区22保持接触的状态下检验偏移时，如图6所示，当第一内部时钟脉冲C1输入到反电动势检测电路12时，使馈送给电动机线圈L的驱动电流等于零。然后，当输入第二内部时钟脉冲C2时，偏移计算电路15读取A/D转换电路14的输出X1，并且存储(X1-8)10作为要馈送给减法电路16的偏移。
随后，如图6所示，当输入第三内部时钟脉冲C3时，使馈送给电动机线圈L的驱动电路的电流值等于-Io，它是负值。此后，当输入第四内部时钟脉冲C4时，读取A/D转换电路14的输出X2，以计算(8+(X2-X1))10，并且将与(8+(X2-X1))10相对应的四位信号输出到可变电阻器R2。这样，利用与(8+(X2-X1))10相对应的四位信号，打开或关闭MOS晶体管T1至T4，并且相应地设置可变电阻器R2的电阻值。
例如，假设在馈送内部时钟脉冲C2时读取的输出X1是(1001)2，并且在馈送内部时钟脉冲C4时读取的输出X2是(1011)2。在这种情形中，当馈送内部时钟脉冲C2时，在偏移计算电路15中存储(X1-8)10＝(0001)2作为要馈送给减法电路16的偏移。
随后，当馈送内部时钟脉冲C4时，偏移计算电路15计算(8+(X2-X1))10＝(1000+(1011-1001)2＝(1010)2，并将其馈送到可变电阻器R2。这样，在栅极处接收与第一和第三位中的“1”相对应的信号的MOS晶体管T1和T3关闭，并且在栅极处接收与第二和第四位中的“0”相对应信号的MOS晶体管T2和T4打开。结果，在可变电阻器R2中，电阻器Ra1和Ra3以及打开的MOS晶体管T2和T4串联连接在一起，于是可变电阻器R2的电阻值现在等于Rx/20+Rx/22。
现在，假设在馈送内部时钟脉冲C2时读取的输出X1是(1001)2，并且在馈送内部时钟脉冲C4时读取的输出X2是(0111)2。在这种情形中，当馈送内部时钟脉冲C2时，在偏移计算电路15中存储(X1-8)10＝(0001)2作为要馈送给减法电路16的偏移。
随后，当馈送内部时钟脉冲C4时，偏移计算电路15计算(8+(X2-X1))10＝(1000+(0111-1001))2＝(0110)2，并将其馈送到可变电阻器R2。这样，在栅极处接收与第二和第三位中的“1”相对应的信号的MOS晶体管T2和T3关闭，并且在栅极处接收与第一和第四位中的“0”相对应信号的MOS晶体管T1和T4打开。结果，在可变电阻器R2中，电阻器Ra2和Ra3以及打开的MOS晶体管T1和T4串联连接在一起，于是可变电阻器R2的电阻值现在等于Rx/21+Rx/22。
在上述不同示例中所执行的操作过程中，从A/D转换电路14输出通过从差分放大器电路A2的输出中消除由于电动机线圈L的内部电阻引起的偏移所得到的值。这样，当在电动机线圈的驱动电流保持等于正值Io的状态下馈送入内部时钟脉冲C5时，A/D转换电路14的输出等于(1001)2。然后，减法电路16减去偏移(0001)2，于是从减法电路16输出的检测信号具有值(1000)2。

Claims (10)

1.一种电动机驱动器，包括：
反电动势检测部分，所述反电动势检测部分检测直流电动机的电动机线圈中出现的反电动势并输出检测信号；和
速度控制部分，所述速度控制部分基于由所述反电动势检测部分检测的反电动势，设置并输出馈送给所述电动机线圈的驱动电流的电流值，
其中，所述电动机驱动器还包括：
偏移计算部分，
首先，所述偏移计算部分建立这样的状态，其中不能通过所述电动机线圈驱动所述直流电动机，于是不出现反电动势，
然后，所述偏移计算部分读取在馈送给所述电动机线圈的驱动电流的电流值等于零时所述反电动势检测部分获得的输出，作为第一输出，
然后，所述偏移计算部分读取在馈送给所述电动机线圈的驱动电流的电流值等于预定值时所述反电动势检测部分获得的输出，作为第二输出，
然后，所述偏移计算部分基于所述第一和第二输出之间的差，计算由于所述电动机线圈的内部电阻的改变而在所述反电动势检测部分的输出中出现的偏移，并且
然后，所述偏移计算部分通过改变所述反电动势检测部分的放大因子，来消除所述偏移。
2.如权利要求1所述的电动机驱动器，
其中，所述反电动势检测部分包括：
检测电阻器，所述检测电阻器的一端连接到所述电动机线圈的一端；
第一电阻器，所述第一电阻器的一端连接到所述检测电阻器的另一端；
第二电阻器，所述第二电阻器的一端连接到所述第一电阻器的另一端；
第一差分放大电路，
所述第一差分放大电路的一个输入端连接到所述第一和第二电阻器之间的节点，
所述第一差分放大电路的输出端连接到所述第二电阻器的另一端，并且
所述第一差分放大电路的另一输入端连接到所述电动机线圈与所述检测电阻器之间的节点；和
第二差分放大器电路，
所述第二差分放大器电路的一个输入端连接到所述第一差分放大器电路的输出，并且
所述第二差分放大器电路的另一输入端连接到所述电动机线圈的另一端，
其中，通过所述偏移计算电路将所述第二电阻器改变与所述第一和第二输出之间的差成比例的电阻值，来消除由于所述电动机线圈的内部电阻改变而在所述反电动势检测部分的输出中出现的所述偏移。
3.如权利要求2所述的电动机驱动器，
其中，所述反电动势检测部分还包括：
模数转换电路，所述模数转换电路执行模数转换，从而将来自所述第二差分放大器电路的、范围在零到Vc之间的输出转换为n位数字信号，并且
其中，
令所述第二电阻器的电阻值的初始值是Rx，
令从所述模数转换电路输出的所述第一输出是X1，并且
令从所述模数转换电路输出的所述第二输出是X2，则
当所述驱动电流等于的所述预定值为正时，将所述第二电阻器的电阻值设置为Rx×(1-(X2-X1)/2n-1)，并且，
当所述驱动电流等于的所述预定值为负时，将所述第二电阻器的电阻值设置为Rx×(1+(X2-X1)/2n-1)。
4.如权利要求3所述的电动机驱动器，
其中，所述第二电阻器由如下元件组成：
n个电阻器，它们串联连接并分别具有Rx/20、Rx/21、Rx/22、…、Rx/2n-2以及Rx/2n-1的电阻值，以及
分别与所述n个电阻器并联连接的n个开关，并且
其中
所述偏移计算部分输出n位数字信号，其中从最高位算起的第k位用来打开及关闭所述第二电阻器中与电阻值为Rx/2k-1的电阻器并联连接的开关，并且，
当所述驱动电流等于的所述预定值为正时，所述偏移计算部分向所述第二电阻器的所述n个开关输出与2n-1-(X2-X1)相对应的n位数字信号，并且，
当所述驱动电流等于的所述预定值为负时，所述偏移计算部分向所述第二电阻器的所述n个开关输出与2n-1+(X2-X1)相对应的n位数字信号。
5.如权利要求3所述的电动机驱动器，
其中，
令所述驱动电流等于的所述预定值的绝对值是Io，
令所述检测电阻器的电阻值是Rs，
令所述第一电阻器的电阻值是R1，并且
令所述第二差分放大器电路的放大因子是A，那么
满足如下关系
Vc＝A×Io×Rs×(2Rx)/R1。
6.如权利要求4所述的电动机驱动器，
其中，所述第二电阻器由如下元件组成：
n个电阻器，它们串联连接并分别具有Rx/20、Rx/21、Rx/22、…、Rx/2n-2以及Rx/2n-1的电阻值，以及
分别与所述n个电阻器并联连接的n个开关，并且
其中
所述偏移计算部分输出n位数字信号，其中从最高位算起的第k位信号用来打开及关闭所述第二电阻器中与电阻值为Rx/2k-1的电阻器并联连接的开关，并且，
当所述驱动电流等于的所述预定值为正时，所述偏移计算部分向所述第二电阻器的所述n个开关输出与2n-1-(X2-X1)相对应的n位数字信号，并且，
当所述驱动电流等于的所述预定值为负时，所述偏移计算部分向所述第二电阻器的所述n个开关输出与2n-1+(X2-X1)相对应的n位数字信号。
7.如权利要求1所述的电动机驱动器，
其中，所述电动机驱动器还包括减法部分，所述减法部分消除在没有出现反电动势时出现的偏移，并且
其中
在所述偏移计算部分中存储在没有出现反电动势时从所述反电动势检测部分输出的第三输出与所述第一输出之间的差，作为在没有出现反电动势时出现的偏移，并且
输出通过从所述反电动势检测部分的输出中减去在所述偏移计算部分中存储的所述第三和第一输出之间的差所得到的值作为检测信号。
8.如权利要求1所述的电动机驱动器，
其中，所述反电动势检测部分和所述速度控制部分建立在单个半导体集成电路器件中。
9.如权利要求7所述的电动机驱动器，
其中
将来自所述反电动势检测部分的检测信号输出到外部控制电路，并且
将由所述控制电路基于所述检测信号计算的值输入到所述速度控制部分。
10.一种磁盘装置，包括：
如权利要求1至9之一所述的电动机驱动器；
由所述电动机驱动器驱动并控制的直流电动机；
磁头，所述磁头通过被所述直流电动机的驱动力传动，沿着所述磁盘的半径方向移动；
主轴，所述主轴的中心与所述磁盘啮合；和
坡道区，所述坡道区被设置在所述磁盘外侧，并且其中存放所述磁头，
其中，
当所述磁头与所述主轴或者所述坡道区的内壁保持接触时，由所述偏移计算部分计算由于所述直流电动机的所述电动机线圈的内部电阻的改变而在所述反电动势检测部分的输出中出现的偏移，并且
通过改变所述反电动势检测部分的放大因子，消除所述偏移。
CNB2004800236112A 2003-08-21 2004-08-20 电动机驱动器及磁盘装置 Expired - Fee Related CN100452636C (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003297858A JP4462871B2 (ja) 2003-08-21 2003-08-21 モータドライバ及び磁気ディスク装置
JP297858/2003 2003-08-21

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN1836369A true CN1836369A (zh) 2006-09-20
CN100452636C CN100452636C (zh) 2009-01-14

Family

ID=34213662

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNB2004800236112A Expired - Fee Related CN100452636C (zh) 2003-08-21 2004-08-20 电动机驱动器及磁盘装置

Country Status (6)

Country Link
US (1) US7235938B2 (zh)
JP (1) JP4462871B2 (zh)
KR (1) KR20060064654A (zh)
CN (1) CN100452636C (zh)
TW (1) TWI350644B (zh)
WO (1) WO2005020424A1 (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101854143A (zh) * 2009-01-23 2010-10-06 罗姆股份有限公司 电机驱动电路和电机驱动方法
CN104181759A (zh) * 2014-07-29 2014-12-03 苏州佳世达光电有限公司 光感测系统及应用其的投影仪
CN107101428A (zh) * 2017-05-24 2017-08-29 杭州三花研究院有限公司 控制方法及控制系统

Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4707624B2 (ja) * 2006-07-27 2011-06-22 ローム株式会社 ボイスコイルモータの制御回路、それを用いたディスク装置
JP2008123651A (ja) * 2006-11-15 2008-05-29 Hitachi Global Storage Technologies Netherlands Bv ディスク・ドライブ装置及びそのキャリブレーション方法
US8742701B2 (en) * 2010-12-20 2014-06-03 Cummins Inc. System, method, and apparatus for integrated hybrid power system thermal management
JP2013243479A (ja) * 2012-05-18 2013-12-05 Rohm Co Ltd 可変利得増幅器、それを用いた電流検出回路、モータ駆動回路および電子機器
US9136787B2 (en) * 2012-10-25 2015-09-15 Texas Instruments Incorporated Back EMF monitor for motor control
KR101422936B1 (ko) * 2012-11-30 2014-07-23 삼성전기주식회사 모터 구동 제어 장치, 모터 구동 제어 방법 및 그를 이용한 모터
US9160270B2 (en) * 2013-05-15 2015-10-13 Rohm Co., Ltd. Operational amplifier, motor drive device, magnetic disk storage device, and electronic appliance
US9178461B2 (en) * 2013-05-15 2015-11-03 Rohm Co., Ltd. Back electromotive force monitoring circuit, motor drive device, magnetic disk storage device, and electronic appliance
KR101470225B1 (ko) * 2013-10-22 2014-12-05 현대자동차주식회사 차량용 모터 구동 장치
US9401168B1 (en) * 2014-01-09 2016-07-26 Marvell International Ltd. Control device for accessing a storage medium
JP6247570B2 (ja) * 2014-03-14 2017-12-13 ルネサスエレクトロニクス株式会社 半導体集積回路およびその動作方法
EP3002026A1 (en) * 2014-09-30 2016-04-06 Shenzhen Mindray Bio-Medical Electronics Co., Ltd. System and method for stabilizing a voice coil motor
JP6381665B2 (ja) * 2014-10-29 2018-08-29 株式会社牧野フライス製作所 工作機械の制御方法および工作機械の制御装置
JP6804381B2 (ja) * 2017-05-02 2020-12-23 株式会社森は宝 不燃液組成物及びそれを用いた不燃木材の製造方法
US10587794B2 (en) * 2018-04-25 2020-03-10 Semiconductor Components Industries, Llc Methods and apparatus for actuator control

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4651067A (en) * 1984-02-24 1987-03-17 Hitachi, Ltd. Apparatus for driving brushless motor
US5134349A (en) * 1991-05-28 1992-07-28 Kruse David L Two-phase brushless dc motor controller
JP3411587B2 (ja) * 1992-02-27 2003-06-03 チノン株式会社 リニアモータ制御回路
US5654840A (en) * 1994-06-30 1997-08-05 Western Digital Corporation Hard disk drive which uses the back EMF of the actuator to detect shocks
JP3893795B2 (ja) * 1998-04-23 2007-03-14 松下電工株式会社 振動型アクチュエータの駆動回路
US6463211B1 (en) * 2000-07-05 2002-10-08 Stmicroelectronics S.R.L. Calibration technique of a BEMF detector
JP4223667B2 (ja) * 2000-09-18 2009-02-12 株式会社日立グローバルストレージテクノロジーズ 磁気ディスク装置
JP2002208238A (ja) * 2001-01-12 2002-07-26 Matsushita Electric Ind Co Ltd 磁気ディスク装置とヘッド制御方法

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101854143A (zh) * 2009-01-23 2010-10-06 罗姆股份有限公司 电机驱动电路和电机驱动方法
CN101854143B (zh) * 2009-01-23 2014-09-24 罗姆股份有限公司 电机驱动电路和电机驱动方法
CN104181759A (zh) * 2014-07-29 2014-12-03 苏州佳世达光电有限公司 光感测系统及应用其的投影仪
CN107101428A (zh) * 2017-05-24 2017-08-29 杭州三花研究院有限公司 控制方法及控制系统
CN107101428B (zh) * 2017-05-24 2019-08-23 杭州三花研究院有限公司 电子膨胀阀的控制方法及控制系统

Also Published As

Publication number Publication date
JP2005073343A (ja) 2005-03-17
WO2005020424A1 (ja) 2005-03-03
JP4462871B2 (ja) 2010-05-12
TWI350644B (en) 2011-10-11
US20070001632A1 (en) 2007-01-04
US7235938B2 (en) 2007-06-26
KR20060064654A (ko) 2006-06-13
CN100452636C (zh) 2009-01-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN1836369A (zh) 电动机驱动器及磁盘装置
JP5287291B2 (ja) 逐次比較型ａ／ｄ変換器
US8358231B2 (en) Tracking analog-to-digital converter (ADC) with a self-controlled variable clock
CN1123883C (zh) 热粗糙消除方法及磁盘装置
US9219489B2 (en) Successive approximation register analog-to-digital converter
US7764033B2 (en) Motor driving apparatus
US5877720A (en) Reconfigurable analog-to-digital converter
WO2010055492A2 (en) Time interpolation flash adc having automatic feedback calibration
WO2011104961A1 (ja) 検出信号処理用２値化回路
CN109194331B (zh) 电子装置以及校正该电子装置中比较器的方法
CN107402322B (zh) 零交检测电路及传感器装置
JP6581615B2 (ja) ゼロクロス検出回路およびセンサ装置
US5781362A (en) Servo control system for driving a voice coil motor with pulse width and gain control
JP2007132706A (ja) 移動量演算装置、レンズ鏡筒
CN110535401B (zh) 马达驱动电路
CN1943103A (zh) 旋转控制装置及方法、以及可利用该旋转控制装置的电子设备
KR20150107649A (ko) 반도체 집적 회로 및 그 동작 방법
US6329942B1 (en) Parallel latch for high speed comparator using two modes of operation
Tang et al. Research on Closed-loop Control of Step Motor Based on Magnetic Encoder
US6597302B2 (en) System for increasing the bandwidth of sample-and-hold circuits in flash ADCs
US6917483B2 (en) Non-consecutive transitional mechanism for seek operations when transitioning from a seek control to a track following control
JPS63204571A (ja) デイスク装置
CN1681037A (zh) 测量读/写头的加载/卸载速度的方法和装置
US20240195430A1 (en) Analog-to-digital converter and semiconductor device having the same
US20240195429A1 (en) Analog-to-digital converter and semiconductor device having the same

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
C17 Cessation of patent right
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20090114

Termination date: 20130820