JP2004086982A - Magnetic disk storage system - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To safely and quickly retreat a head when power is cut off in a magnetic disk storage device. <P>SOLUTION: This magnetic disk storage device is provided with a spindle motor 310, a magnetic head, a voice coil motor 340 for moving the magnetic head, and a voice coil motor driving circuit 120 for controlling the driving current of the voice coil motor. In this case, a retract control circuit 130 is disposed to detect the moving speed of the head at the time of power cut-off based on a counter electromotive voltage, and to generate a current command value for the voice coil motor driving circuit according to the result of the detection, and a booster circuit is disposed to boost a voltage obtained by flow-rectifying the counter electromotive voltage of the spindle motor. When the power is cut off, the voice coil motor driving circuit and the retract control circuit are operated by the voltage boosted by the booster circuit to control a current supplied to the coil of the voice coil motor, thereby retreating the magnetic head. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、磁気ディスク記憶装置の制御技術さらには停電発生時のような電源が遮断された時のモータ制御に適用して有効な技術に関し、例えばハードディスク装置において磁気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によるヘッドの退避制御に利用して有効な技術に関する。
【0002】
【従来の技術】
磁気ディスク記憶装置は、磁気ディスクを回転駆動させるスピンドルモータの他に、磁気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上記ディスクの表面に沿って径方向へ移動(シーク動作)させるボイスコイルモータを備えている。ハードディスク装置においては、磁気ヘッドがディスクの回転に伴って生じる風圧でディスク表面を滑空するように構成されており、ディスクの回転が停止すると磁気ヘッドはディスク表面に接触して傷をつけてしまうおそれがある。さらに、磁気記録の高密度が進んでディスク表面が鏡面状態になると、停止したヘッドがディスク表面に吸着してディスクの回転が阻害されるおそれがある。
そこで、ディスクの回転停止時には、磁気ヘッドをディスクの外側の待機位置にあるランプと呼ばれる支持台へ退避させる動作(本明細書ではアンロードと称する)が行なわれる。一方、ヘッドのシーク開始時には、磁気ヘッドをランプ位置からディスク上へ移動(ロード)させる必要がある。このとき、ボイスコイルモータによる磁気ヘッドの移動速度が速過ぎると磁気ヘッドがディスク表面に接触して傷をつけてしまうおそれがある。そのため、従来より、ボイスコイルモータの逆起電圧を監視して磁気ヘッドの移動速度を制御することが一般に行なわれている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
ハードディスク装置においては、上述したディスク回転停止時に磁気ヘッドをディスクの外側のランプに退避させる必要性と同様の理由から、停電発生時にも当然磁気ヘッドを退避させる必要がある。本明細書ではこの電源遮断時のヘッドのランプへの退避動作を「リトラクト」と称する。ところが、停電発生時にはボイスコイルモータの制御回路の電源も遮断されてしまうため、ボイスコイルモータの駆動および制御をすることができなくなる。
そこで、ヘッドシーク用のボイスコイルモータを駆動するドライバ(以下、VCMドライバと称する)とは別個に退避用のドライバ(以下、リトラクトドライバと称する)を設けるとともに、停電発生時にはスピンドルモータの逆起電力を整流した電圧でリトラクトドライバを動作させるようにした発明が提案されている(特開平7−14331号公報)。
【0004】
しかしながら、停電は突然発生するため、磁気ヘッドをディスクの内側へ移動させているときに停電が発生することもあれば、外側へ移動させているときに停電が発生することもある。仮にヘッドを退避方向とは逆のディスク内側へ移動させているときに停電が発生した場合には、磁気ヘッドのスピードを落としさらに逆方向へ移動させることができるような大きな駆動力をボイスコイルモータに与える必要がある。一方、磁気ヘッドをディスクの外側へ移動させているときに停電が発生した場合には、ボイスコイルモータで発生する逆起電力を抑制してやらないとモータにブレーキがかからずヘッドがランプに衝突してしまうおそれがある。
【0005】
しかるに、上記先願発明のリトラクトドライバは電流ソースを行なうトランジスタから構成されており電流を供給できても引き込むことができないため、ボイスコイルモータの逆起電力を抑制してブレーキをかけることができないという不具合がある。また、停電発生時にスピンドルモータの逆起電力を整流した電圧でリトラクトドライバを動作させる場合、スピンドルモータの逆起電力を単にダイオードブリッジで整流した電圧ではダイオードの順方向電圧分の電圧降下が発生する。そのため、スピンドルモータの逆起電力が小さい小型モータの場合やスピンドルモータの回転が遅い時にはリトクラクトドライバを充分に動作させることができないという課題があることが明らかとなった。
【0006】
本発明の目的は、磁気ディスク記憶装置において、電源が遮断された時に確実に磁気ヘッドを退避させることができるボイスコイルモータの制御技術を提供することにある。
本発明の他の目的は、磁気ディスク記憶装置において、磁気ヘッドがディスクの外側のランプ方向へ移動しているときに電源が遮断された場合にボイスコイルモータで発生する逆起電力を制限してブレーキをかけ、磁気ヘッドがランプに衝突してヘッドの信頼性が低下するのを防止することができるボイスコイルモータの制御技術を提供することにある。
本発明のさらに他の目的は、磁気ディスク記憶装置において、スピンドルモータが逆起電力の小さい小型モータの場合やスピンドルモータの回転が遅い時に電源が遮断された場合にも、スピンドルモータの逆起電力を整流した電圧でボイスコイルモータを駆動して磁気ヘッドを退避させることができるボイスコイルモータの制御技術を提供することにある。
本発明のさらに他の目的は、磁気ディスク記憶装置において、電源が遮断された時の磁気ヘッドの移動速度を検出しその移動速度に応じてボイスコイルモータを制御してヘッドを安全かつ速やかに退避させることができるボイスコイルモータの制御技術を提供することにある。
本発明の上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。
【0007】
【課題を解決するための手段】
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、磁気ディスクを回転させるスピンドルモータと、該スピンドルモータにより回転される磁気ディスク上の記憶トラックに対して情報のリードを行う磁気ヘッドと、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、MOSトランジスタを含み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移動を行なうボイスコイルモータ駆動回路と、電源電圧もしくは上記スピンドルモータのコイルに発生する逆起電圧を整流した電圧を昇圧可能な昇圧回路とを有する磁気ディスク記憶装置において、電源遮断時にボイスコイルモータのコイルに生じる逆起電圧に基づいて電源遮断時のヘッドの移動速度を検出し、該検出結果に応じて該ボイスコイルモータ駆動回路に対する電流指令値を生成可能な制御回路(リトラクト制御回路)を設け、電源遮断時に上記昇圧回路によって昇圧された電圧により上記ボイスコイルモータ駆動回路および制御回路を動作させて上記ボイスコイルモータのコイルに流す電流を制御して上記磁気ヘッドを所定の待機位置へ移動させるようにしたものである。
【0008】
上記した手段によれば、電源遮断時に上記ボイスコイルモータへの駆動電流を上記スピンドルモータの逆起電力から得るように構成しているので、電源バックアップ手段を設けなくても電源が遮断された時に磁気ヘッドを安全に退避させることができる。また、電源遮断時においても昇圧回路が動作されて昇圧された電圧により上記ボイスコイルモータ駆動回路および制御回路を動作させるため、電源遮断時にもボイスコイルモータのコイルに電流を流すことができ、これによって磁気ヘッドを所定の待機位置に退避させることができる。しかも、スピンドルモータが逆起電力の小さい小型モータの場合であっても昇圧した電圧でボイスコイルモータ駆動回路が動作されるため、確実に磁気ヘッドを退避させることができる。
【0009】
また、上記した手段によれば、通常動作時に上記ボイスコイルモータのコイルに電流を流すMOSトランジスタを使用して電源遮断時に磁気ヘッドを退避させるような駆動電流をボイスコイルモータのコイルに流すようにボイスコイルモータ駆動回路を動作させるため、待機位置に向かって移動しているときに電源が遮断されたとしても、ボイスコイルモータのコイルに発生する逆起電力により生じる電流を駆動用のMOSトランジスタで吸い込むことができ、これによってボイスコイルモータに制動をかけ、磁気ヘッドが退避位置のランプに衝突して信頼性が低下するのを防止することができる。さらに、電源遮断時のヘッドの移動速度を検出し、該検出結果に応じて該ボイスコイルモータ駆動回路に対する電流指令値を生成する制御回路を備えているため、より安全かつ速やかに磁気ヘッドをランプに退避させることができる。
【0010】
【発明の実施の形態】
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、本発明を適用した磁気ディスク記憶装置におけるモータ制御系の概略構成を示す。
図1に示されているように、この実施例の磁気ディスク記憶装置は、磁気ディスク300と、該磁気ディスク300を高速回転駆動させるスピンドルモータ310と、磁気ディスク300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HDを先端に有するアーム320と、このアームを介して磁気ヘッドHDを上記磁気ディスク300上にて移動させるボイスコイルモータ340、このボイスコイルモータ340を駆動する半導体集積回路化されたモータ駆動回路100、磁気ヘッドHDを駆動して磁気ディスク300に対する書込みを行なったり読出し信号に基づいて位置情報を検出したりする信号処理回路230、磁気ディスク記憶装置全体の動作を制御するとともにヘッドの位置指令情報(トラック位置)出力するコントローラ260、該コントローラ260からの位置指令情報と上記信号処理回路230が検出した位置情報(サーボ信号)に基づいてその差に応じた値を駆動電流指令値として上記モータ駆動回路100に送る補償器280、などを有する。350は、磁気ディスク300の外側に配置されディスク回転停止時にアーム320を支持するランプである。このランプ350は、アーム320を係止するラッチ部351を有する。
【0011】
上記コントローラ260はマイクロコンピュータ(CPU)などで構成される。この場合、補償器280の機能もCPUに取り込むことができる。上記補償器280から出力された駆動電流指令値は、上記モータ駆動回路100へ送られ、ボイスコイルモータ340が駆動制御される。このモータ駆動回路100内には、スピンドルモータドライバ110、VCMドライバ120、リトラクト制御回路130、電源電圧を昇圧するブースト回路140が設けられている。さらに、このモータ駆動回路100には、補償器280から供給されるデジタルデータ形式の駆動電流指令値をアナログ形式の駆動電流指令値に変換するD/A変換器150と、補償器280からシリアルに供給される駆動電流指令値を受けてパラレルデータに変換してD/A変換器150に入力するシリアルI/O(入出力ポート)155、停電発生を検出する電源モニタ回路160とが設けられている。
【0012】
図2は、図1の磁気ディスク記憶装置におけるモータ駆動制御回路の一実施例を示す。
図2において、LVCMは磁気ヘッドを磁気ディスク上にて移動させるボイスコイルモータ340の駆動コイル、RsnsはこのコイルLVCMと直列に接続された電流検出用のセンス抵抗、120はVCMドライバで、このVCMドライバ120により上記コイルLVCMに上記D/A変換器150の出力に応じた電流を流してボイスコイルモータを駆動する。VCMドライバ120は、コイルLVCMの接続端子P1,P2に結合され、コイルに電流を流すNチャネル型パワーMOSFET M7,M8,M9,M10と、これらのパワーMOSFET M7,M8,M9,M10のゲート電圧を制御する一対のコイル駆動アンプ121,122と、上記センス抵抗Rsnsの検出値と上記D/A変換器150の出力値を比較して上記コイル駆動アンプ121,122の入力信号を生成する制御アンプ123とから構成されている。これにより、上記D/A変換器150に入力される駆動電流指令値に一致するような電流がコイルLVCMに流される。
【0013】
この実施例では、上記ボイスコイルモータ340の駆動コイルLVCMの両端の電圧がリトラクト制御回路130に入力され、停電発生時にVCMドライバ120を制御してボイスコイルモータ340に制動をかけたり磁気ヘッドの退避動作をさせたりするリトラクト制御が行なわれるように構成されている。
【0014】
140は電源電圧Vccを昇圧するチャージポンプなどからなるブースト回路で、145はこのブースト回路140の動作クロックφcを生成する発振器である。ブースト回路140は、例えばチャージポンプのような昇圧回路により構成されており、停電発生時にはスピンドルモータ310の逆起電力を整流した電圧Vspnで動作してVspnの約2倍ないし3倍の電圧まで昇圧する。
【0015】
ブースト回路140により昇圧されたブースト電圧Vbstは平滑容量C1に蓄積される。蓄積されたブースト電圧Vbstは、停電発生時にボイスコイルモータ340のコイルに電流を流すパワーMOSFET M7,M8,M9,M10のゲート電圧を制御するコイル駆動アンプ121,122に電源電圧として供給されるため、パワーMOSFET M7,M8,M9,M10がNチャネル型MOSFETにより構成されていたとしてもこれを充分にオンさせ、磁気ヘッドを退避させることができる。パワーMOSFET M7,M8,M9,M10としてNチャネル型MOSFETを使用するのは、Pチャネル型MOSFETを使用する場合よりもチップサイズの低減を図ることができるためである。
【0016】
また、本実施例においては、発振器145もブースト回路140により昇圧されたブースト電圧Vbstによって動作されるように構成されている。発振器145はブースト回路140と同様に停電発生時にスピンドルモータの逆起電力で動作させることも可能であるが、ブースト電圧Vbstを使用することにより停電発生時に電源電圧Vccから逆起電力Vspnに切り替わる際に一時的に電圧がなくなって発振動作が停止するのを回避することができる。発振器145はリングオシレータ等公知の回路により構成することができるので、具体的な回路の例示および説明は省略する。
【0017】
また、図2において、161は電源モニタ回路160を構成するコンパレータ、162はこのコンパレータ161の出力によってSW2が動作しオン、オフ制御される電源供給/遮断用の電源スイッチである。コンパレータ161は電源電圧Vccを電源とし、非反転入力端子に電源電圧Vccがまた反転入力端子に参照電圧Vrefが印加されており、電源電圧Vccが供給されている間はコンパレータ161の出力P−OFFはハイレベルにされて電源スイッチ162をR2にI3を乗じた分の電圧でオン状態にさせ、電源電圧Vccが遮断されるとコンパレータ161の出力P−OFFがロウレベルに変化されてSW2がオフ状態になり電源スイッチ162をオフ状態にさせる。電源スイッチ162をオフするのは、スピンドルモータ310の逆起電力が電源側へ逆流するのを防止するためである。コンパレータ161の電源はブースト回路140で昇圧されたブースト電圧Vbstを用いても良い。
【0018】
Lu,Lv,Lwは磁気ディスクを回転駆動するスピンドルモータのコイルである。特に制限されるものでないが、この実施例においては、スピンドルモータとして3相ブラシレスモータが使用されている。110はコイルLu,Lv,Lwの結合端子と電源電圧端子および接地端子との間にそれぞれ接続された出力トランジスタM1,M2,M3,M4,M5,M6からなりスピンドルモータの各コイルに電流を流してモータを回転駆動するスピンドルドライバ回路、111は各コイルの逆起電力に基づいて電流を流す相コイルを決定する制御回路、112,113,114は制御回路111からの制御信号を受けて上記出力トランジスタM1〜M6をそれぞれオン、オフ制御してコイルLu,Lv,Lwに順番に電流を流すプリアンプである。制御回路111は、通常動作時はPWM(パルス幅変調)方式で各コイルに流す電流を制御する一方、停電発生時には各コイルの逆起電力に基づいて整流を行っているトランジスタのオン・オフ制御をする同期整流制御を行なう。
【0019】
この実施例においては、上記同期整流制御を行なわなくても、上記出力トランジスタM1〜M6はそれぞれNチャネル型MOSFETにより構成されており、それらのソース・ドレイン間に寄生するボディ・ダイオードD1〜D6がスピンドルモータのコイルLu,Lv,Lwに生じている逆起電圧を整流して上記スピンドルモータドライバ回路110や上記ブースト回路140に電力を供給する整流回路として動作することができる。この実施例では、ブースト回路140で昇圧された電圧がボイスコイルモータ340を駆動するVCMドライバ回路120や、リトラクト制御回路130、スピンドルドライバ回路110等に供給される。
【0020】
スピンドルドライバ回路110が停電発生時にブースト回路140で昇圧された電圧で動作されるように構成されることにより、逆起電圧が3相の中で最も高い時にその相の電源Vcc側トランジスタを、また逆起電圧が最も低い時にグランド側トランジスタをオンさせる同期整流制御を行なうことによって、電圧降下量を少なくすることができ、これによってスピンドルモータの逆起電圧が小さい時すなわち回転速度が遅い時にもボイスコイルモータを駆動して確実に退避動作を行なわせることができる。
【0021】
図3にはリトラクト制御回路130の構成例を示す。図3においては、ボイスコイルモータ340の駆動コイルLVCMが、本来のインダクタンスLvcmと、内部抵抗Rvcmと、逆起電圧を発生する電圧源Vbemfからなる等価回路として表わされている。
リトラクト制御回路130は、制御回路内部の回路を所定の順序で動作させる制御信号を生成するシーケンサ131と、駆動コイルLVCMの端子間電圧VVCMを検出する電圧センスアンプ132と、検出された電圧VVCMをディジタル値に変換するA/D変換回路133と、A/D変換された値を保持するレジスタ134と、シーケンサ131から供給される電圧指令値VBEMFCとコイルからのフィードバック電圧*VBEMFとの差分をとる第1の減算器135と、該減算器135の出力を積分する積分回路(ティジタルフィルタ)136と、該積分回路136の出力と前記レジスタ134の保持値との積を演算する乗算回路137と、該乗算回路137の出力と前記A/D変換回路133の出力との差分をとる第2の減算器138と、タイマ139などから構成されている。
【0022】
積分回路136を設けることにより、減算器135−積分回路136−D/A変換器150−VCMドライバ120−逆起電圧Vbemf−電圧センスアンプ132−A/D変換回路133−減算器138−減算器138からなる速度制御ループが発振状態になるのを防止することができる。
【0023】
また、上記積分回路137とD/A変換器150との間には、前記シリアルI/O155を介して補償器280から供給される駆動電流指令値または上記積分回路137の出力を選択的にD/A変換器150に入力する切替えスイッチSW1が設けられている。この切替えスイッチSW1は、電源モニタ回路160の出力(電源遮断検出信号)P−OFFによって、通常動作状態には前記補償器280から供給される駆動電流指令値をD/A変換器150に入力させ、停電発生時には上記積分回路137の出力をD/A変換器150に入力させるように動作する。
【0024】
この実施例では、タイマ139が積分回路136の出力を監視して磁気ヘッドがランプ350のラッチ位置に到達したことを検知すると計時動作を開始し、所定時間計時した時にタイムアップ信号をシーケンサ131へ送り、シーケンサ131はスピンドルモータ制御回路110へブレーキ信号BRKを送ってスピンドルモータ310の回転を停止させる。
【0025】
このタイマ139は、停電発生時点から所定時間を経過したときにタイムアップ信号をシーケンサ131へ送るように構成しても良い。この場合、タイマ131による計時時間は、磁気ヘッドが磁気ディスクの任意の位置から外側のランプ位置まで移動するのに要する時間のうち最も長い時間を考慮して決定しておくのが望ましい。また、タイマ139は前記発振器145からブースト回路140に供給されるクロック信号φcにより動作させるようにすることができる。
【0026】
シーケンサ131は、複数の命令コードからなるマイクロプログラムを格納したROM(リードオンリメモリ)と該ROMから順次命令を読み出すカウンタと読み出された命令をデコードして制御信号を生成するデコーダとからなる公知のマイクロプログラム方式の制御回路と類似の構成を有する回路あるいはランダムロジックなどにより構成することができる。
【0027】
減算器135に供給される電圧指令値VBEMFCは、固定値とすることができるので、シーケンサ131が命令コードを記憶するROMを有する場合、命令コードの一部としてあるいは命令コードとは別にROMに格納しておいて所定のタイミングで出力させるように構成することができる。また、ROMの代わりにレジスタを設けて、システムの立ち上がり時にイニシャライズ処理等によってコントローラ260からシリアルI/O155を介してレジスタに電圧指令値VBEMFCを設定するように構成してもよい。あるいは電源電圧Vccまたは接地点に接続された配線により所定のコードを生成する配線ロジックを用いて電圧指令値VBEMFCを与えるようにしてもよい。レジスタを用いた場合には、システムごとにその特性ばらつきに応じて補正した電圧指令値VBEMFCを設定するようにすることができる。
【0028】
次に、図3に示されているリトラクト制御回路130の停電発生時における具体的な動作を、図4のフローチャートおよび図5のタイミングチャートを参照しながら説明する。なお、図5には、磁気ヘッドをディスクの内側から外側へ向って移動させている途中で停電が発生した場合の様子が示されている。磁気ヘッドを内側から外側へ向って移動させているときVCMドライバ回路120ではパワーMOSFET M7とM10がオンされ、M8とM9がオフされてボイスコイルモータのコイルLVCMには、端子P1(VCMP端子)からP2(VCMN端子)へ向う電流Idが流される。
【0029】
停電等によりマスタ電源(Vcc)が落ちると、電源モニタ回路160の出力P−OFFがロウレベルに変化して電源スイッチ162がオフされる(図5のタイミングt1)。すると、スピンドルモータのコイルLu,Lv,Lwに生じている逆起電圧を整流した電圧VspnがVCMドライバ回路120やブースト回路140に供給されるようになる。また、ブースト回路140では電源遮断前に電源電圧Vccを昇圧したブースタ電圧Vbstが平滑容量C1により保持されていることにより、ブースト回路140及び発振器145は電源遮断後も動作し続け、ブースタ電圧Vbstが生成される。
【0030】
ここで、スピンドルドライバ回路110は、ブースト回路140で生成された昇圧電圧Vbstにより動作されて同期整流制御が行なわれるため、Vspnは出力トランジスタM1〜M6のオン抵抗による電圧降下分VRだけ電源電圧Vccより低い電圧となる。ただし、この電圧降下VRは、同期整流制御をしない場合における出力トランジスタM1〜M6のボディ・ダイオードによる電圧降下(ダイオードの順方向電圧)よりは小さい。
【0031】
また、マスタ電源(Vcc)が落ちると、電源モニタ回路160からの出力P−OFFによりVCMドライバ回路120内のスイッチSW1が切り替えられて補償器280からの電流指令値の代わりにリトラクト制御回路130からの値がDA変換器(DAC)150に供給される。
【0032】
リトラクト制御回路130においては、シーケンサ131に電源遮断検出信号P−OFFが入力されると、シーケンサ131から積分回路136に対してハイレベルのクリア信号CLRが、またVCMドライバ回路120に対してはドライバの出力をハイインピーダンスにさせる制御信号HI−Zが出力される。これによって、積分回路136がクリアされて出力nが例えば基準値の「1」にされるとともに、ボイスコイルモータ134はコイルLVCMの駆動電流がカットオフされる(図4ステップS1)。
【0033】
すると、このとき磁気ヘッドは慣性で移動を続け、コイルLVCMの両端子間にはヘッドの移動方向および速度に比例した逆起電圧BEMF(外側へ移動しているときは正の逆起電圧、内側へ移動しているときは負の逆起電圧)が発生する。この状態でシーケンサ131は、レジスタ134へストア信号STOREを与えて電圧センスアンプ132により検出された電圧VvcmをA/D変換回路133でA/D変換した値Vvcmdを、初期電圧値Vtempとしてレジスタ134に格納させる(ステップS2)。これにより、停電発生時のヘッド移動速度がレジスタ134に保持される。
【0034】
次に、シーケンサ131はコイルLVCMの寄生抵抗Rvcmによる電圧降下分を検出するため、所定の基準電流IoをコイルLVCMに流すべくVCMドライバ回路120に対する出力ハイインピーダンス指令を解除する。これによりVCMドライバ回路120が駆動される(図4ステップS3,図5タイミングt2)。なお、このときにコイルに流される基準電流Ioは、ヘッドの移動速度を変化させることがないようにコイルの時定数に応じて数mA程度であり、数百μsecのような短い期間とされる。具体的には、積分回路136の出力nが「1」のときにヘッドの速度を変化させないような基準電流Ioをコイルに流すように構成されている。
【0035】
そして、この基準電流Ioの通電中におけるコイルの端子間電圧を電圧センスアンプ132で検出し、それをA/D変換回路133でディジタル値に変換した値Vvcmdと前記レジスタ134に保持されているヘッド移動速度に応じた電圧値Vtempを減算器138へ供給してそれらの差をとった値を再度レジスタ134に格納させる(ステップS4)。このとき積分回路136の出力nはクリア信号によりn=「1」とされているため、レジスタに保持される値はVvcmd−Vtempである。これにより、コイルLVCMの寄生抵抗Rvcmによる電圧降下量(Io×RL)がレジスタ134に保持される。なお、n=「1」のときの電圧降下量を(Io×RL)とすると、nが変化した時にコイルLVCMに流される駆動電流によって寄生抵抗Rvcmによる電圧降下量はn×(Io×RL)である。
【0036】
続いて、シーケンサ131は、磁気ヘッドの目標速度指令値VBEFMCを出力するとともに、積分回路136に対するクリア信号CLRをロウレベルとして、閉ループ制御を開始させる(ステップS5)。すると、第1の減算器135で目標速度指令値VBEMFCから第2の減算器138の出力を引いた値即ち制御誤差量が積分回路136に入力されるようになる。
【0037】
ここで、第2の減算器138の出力は、コイルの両端子間電圧Vvcm(=Vbemf+n・Io・RL)をA/D変換した値Vvcmd(=*Vbemf+n・Io・RL)から、レジスタ134の保持値(Io・RL)に積分回路136の出力nを乗算器137で掛けた値(n・Io・RL)を引いたもの、つまり推定された逆起電圧値*Vbemfである。従って、第1の減算器135から積分回路136に入力される値は、VBEMFC−*Vbemf(=目標速度指令値−コイルの逆起電力)となる。
【0038】
これによって、ボイスコイルモータ340のコイルは磁気ヘッドの移動速度が目標速度となるようにVCMドライバ回路120により駆動され、制御回路130の制御ループにより正確に速度制御される(ステップS6)。例えば、磁気ヘッドの移動速度が目標速度よりも小さい場合やヘッドが内側へ移動している場合には、第2の減算器138の出力*Vbemfは目標速度指令値VBEMFCよりも小さくなるため、積分回路136の出力は大きくなってコイルに順方向電流(ヘッドを外側へ移動させる向きの電流)が流されてヘッドが加速される。
【0039】
一方、図5のタイミングチャートのように、磁気ヘッドの移動速度が目標速度よりも大きい場合には、第2の減算器138の出力*Vbemfは目標速度指令値VBEMFCよりも大きくなるため、積分回路136の出力は小さくなってコイルに逆方向電流(ヘッドを内側へ移動させる電流)が流されてヘッドが減速される(タイミングt3〜t4)。そして、ヘッドがランプに到達してヘッドの速度が遅くなると、コイルの逆起電力が小さくなろうとするが、ヘッド速度を目標値に保つべく積分回路136の出力が増大する方向へ制御が行なわれ、その結果コイルの駆動力が増大されてヘッドはランプを上昇することができる(タイミングt4〜t5)。
【0040】
さらに、本実施例では、積分回路136にその出力の最大レベルを制限するリミッタが設けられている。そのため、ヘッドがランプの停止位置(ラッチ)に到達して速度が低下すると、ヘッド速度を目標値に保つべく積分回路136の出力が増大するがこのときリミッタが作動して出力レベルを制限するため、コイルの駆動力の急激な増大を回避することができ、これによりヘッドがランプからはずれてしまうのを回避することができるようになっている(タイミングt5〜t6)。
【0041】
また、この実施例においては、積分回路136のリミッタが作動するとタイマ139が起動するようにされており、シーケンサ131はこのタイマ139が起動した後所定時間経過すると、スピンドルモータ制御回路110に対してブレーキ開始信号BRKを出力する(タイミングt6)。すると、スピンドルモータ制御回路110によって、例えばスピンドルモータの駆動トランジスタM1〜M6のうちグランド側のトランジスタM2,M4,M6が全てオン状態にされてスピンドルモータにブレーキがかけられる。
その結果、スピンドルモータのコイルLu,Lv,Lwに生じている逆起電圧を整流した電圧Vspnおよびこれをブースト回路140で昇圧したブースタ電圧Vbstが降下し、ボイスコイルモータ340の駆動も停止される(タイミングt7)。
【0042】
従来のソースフォロワ型のMOSFETで構成されたリトラクトドライバを用いるヘッド退避方式では、コイルの電流を引き込むことができないため、磁気ヘッドがディスクの内側から外側へ向って移動されている途中で停電が発生すると、ボイスコイルモータにブレーキがかからないため磁気ヘッドがランプに衝突するおそれがある。これに対し、本実施例においては上述のように、コイルのいずれの向きの電流も引き込むことができるVCMドライバ回路120を用いて退避動作を行なうため、磁気ヘッドの外側へ向う移動速度が速すぎる場合にはコイルの電流を引き込んでボイスコイルモータ340にブレーキをかけることができ、磁気ヘッドがランプに衝突するのを回避することができる。しかも、この実施例では、停電発生時のヘッドの移動速度を検出してそれに応じてボイスコイルモータに流す電流を制御しているため、より精度の高い退避動作が可能となる。
【0043】
図6は、上記VCMドライバ120の実施例を示す。なお、図6においては、ボイスコイルモータ340のコイルLVCMが、本来のインダクタンスLvcmと、内部抵抗Rvcmと、逆起電圧源Vbemfとからなる等価回路として表わされている。図6に示されているように、VCMドライバ回路120は、コイルに電流を流すパワーMOSFET M7,M8,M9,M10を駆動するコイル駆動アンプ121,122と、上記センス抵抗Rsnsの検出値と上記D/A変換器150の出力値を比較して上記コイル駆動アンプ121,122の入力信号を生成する制御アンプ123と、電圧切り替えスイッチSW1などから構成されている。コイル駆動アンプ121(122)は、出力アンプ210(220)と、フィードバック抵抗R2(R6)と、入力抵抗R1,R3,R4(R5,R7,R8)とにより構成されている。
【0044】
また、制御アンプ123は、電流センス抵抗Rsnsの両端子の電圧が入力される電流センス用アンプ231と、該電流センス用アンプ231の出力とD/A変換器150の出力を入力とする電圧入力−電流出力型の差動増幅回路(以下、gmアンプと称する)232と、電流制御ループの位相補償を行なう位相補償回路233とにより構成されている。出力アンプ210,220と電流センス用アンプ231の一方の入力端子には、それぞれ抵抗R1,R7,R12を介して基準電圧VREFが印加され、基準電圧VREFと各入力電圧との電位差に応じた電圧を出力する。
【0045】
上記アンプ231,232は、それぞれアンプ内の抵抗やトランジスタなどの素子の定数を最適に決定することによって、利得などの回路動作特性がそれぞれ所望の特性となるように設定される。また、アンプ231,232は、電源電圧Vspnおよびブースタ電圧Vbstを電源としており、停電発生時にもアンプの動作は継続される。
【0046】
コイル駆動アンプ121,122は、各々抵抗R1〜R4,R5〜R8によって所定の電圧利得が設定される。コイル駆動アンプ121,122は昇圧されたブースト電圧Vbstを電源としており、停電が発生してもアンプの動作は継続される。そして、コイル駆動アンプ121,122により駆動されるパワーMOSFETM7〜M10が接続されたコイル端子VCMP−VCMN間に、ボイスコイルモータ108のコイルLvcmとセンス用の抵抗Rsnsとが直列に接続されており、パワーMOSFETM7〜M10によってコイルLvcmに駆動電流を流す。この駆動電流は一対のコイル駆動アンプ121,122により双方向に流すことができるように構成されており、駆動電流の流れる向きに応じて磁気ヘッドはディクスの内側方向または外側方向のいずれかに任意の方向に移動されるようになっている。
【0047】
図7は、図6に示されている回路のうち出力アンプ210(220)の具体的な回路構成例を示す。
図7に示されているように、出力アンプ210(220)は、上記制御アンプ232から出力される電圧またはリトラクト制御電圧Vretと基準電圧VREFとを入力とする差動アンプ211と、この差動アンプ211の出力とコイル端子VCMP(VCMN)の電圧と基準電圧VCMREFとを抵抗R5とR6で分割した電圧が入力されるgmアンプ212と、該gmアンプ212の差動出力の一方をそれぞれ非反転入力端子に受けボルテージフォロワとして動作する一対のバッファアンプ213および214と、バッファアンプ213および214の非反転入力端子と電源電圧端子との間に接続されて位相補償用の容量C11,C12と、バッファアンプ213および214の非反転入力端子とコイル端子VCMP(VCMN)との間にそれぞれ直列に接続された抵抗R7とMOSFET M3およびR8とM4などにより構成されている。
【0048】
gmアンプ212は前段の差動アンプ211の出力電圧の変化に応じてほぼ直線的に出力が変化するように特性が設定されたアンプで、このアンプ212の反転入力端子(−)には、ボイスコイルモータのコイルLvcmが接続されるコイル端子VCMP(VCMN)の電圧が抵抗R6を介してフィードバックされており、gmアンプ212とその後段に接続されたバッファアンプ213,214および出力トランジスタM7,M8を含めた回路全体として、入力電圧を高利得で増幅し、入力の変化に応じて変化する駆動電圧を出力するように回路を構成する素子の定数が設定されている。
【0049】
次に、図7において上記gmアンプ212と出力トランジスタM7,M8との間に設けられているバッファアンプ213,214を含む回路部分について説明する。
図7に示されているように、gmアンプ212の正相出力(+)はバッファアンプ213の非反転入力端子に入力され、このバッファアンプ213の出力電圧が出力トランジスタM7のゲート端子に印加されている。バッファアンプ213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、ボルテージフォロワとして動作する。このようなアンプを設けているのは、出力トランジスタM1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gmアンプ212の出力で直接駆動するには駆動力が足りなくなるためである。
【0050】
また、バッファアンプ213の正相側出力端子とコイル端子VCMPとの間に直列に接続されている抵抗R7とMOSトランジスタM3は、上記バッファアンプ213がボルテージフォロワとして動作することから、このMOSトランジスタM3のゲートと出力トランジスタM7のゲートに印加される電圧は同一であり、M7とM3はカレントミラー回路を構成していることが分かる。従って、MOSトランジスタM7とM3のサイズ比をNとすると、出力トランジスタM7はM3のドレイン電流のN倍の電流を流すように駆動される。
【0051】
同様にして、gmアンプ212の負相出力(−)はバッファアンプ214の非反転入力端子に入力され、このバッファアンプ214の出力電圧が出力トランジスタM9のゲート端子に印加されている。バッファアンプ214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、ボルテージフォロワとして動作する。また、バッファアンプ214の正相側出力端子とコイル端子VCMPとの間に直列に接続されている抵抗R8とMOSトランジスタM4は、MOSトランジスタM4のゲートと出力トランジスタM8のゲートに印加される電圧は同一であることから、M4とM8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M8は、MOSトランジスタM2とM6のサイズ比をNとすると、M4のドレイン電流のN倍の電流を流すように駆動される。
【0052】
トランジスタM3,M4と直列に設けられている抵抗R7とR8は、gmアンプ212からの比較的小さな電流が入力されるときはあまり意味を持たない。gmアンプ212から比較的大きな電流が入力されてトランジスタM3,M4に大きな電流が流されるようになると、入力電流がある値を超えたあたりからトランジスタM3,M4のゲート・ソース間電圧が急に増大されるようになる。これにより、出力トランジスタM7,M8のゲート・ソース間電圧が、gmアンプ212の入力電圧の変化よりも急峻に変化するように制御される。
【0053】
なお、図7の回路においては、例えばgmアンプ212の正相側出力の振幅レベルと負相側出力の振幅レベルを適当に設定するなどの方法により、出力トランジスタM7のゲート・ソース間電圧の立下がりの方が、出力トランジスタM8のゲート・ソース間電圧の立上がりよりも早く開始するように設計されている。これによって、出力トランジスタM7,M8が同時にオンされて貫通電流が流れないようにされ、消費電力の増加が抑制される。同様に、出力トランジスタM8のゲート・ソース間電圧の立上がりに関しても、出力トランジスタM7のゲート・ソース間電圧の立下がりより早く立上がりが開始するように設計してもよい。
【0054】
図8には、図2に示されているスピンドルドライバ回路110内の制御回路111のうち特に停電が発生して磁気ヘッドのリトラクト制御を行なう時にスピンドルモータを同期整流制御する回路の構成例を示す。
図8において、410は通常動作時のPWM制御のための制御信号を生成するPWM制御部、420はリトラクト制御時の同期整流制御のための制御信号を生成する同期整流制御部、430はPWM制御部410から出力される制御信号または同期整流制御部420から出力される制御信号のいずれかを選択して図2のプリアンプ112〜114に供給するセレクタ部、440は停電発生時にブースト回路から供給されるブースト電圧Vbstを降圧して同期整流制御部420内のロジック回路の動作に必要な電源Vddsrを生成するロジック電源部である。
【0055】
ロジック電源部440は、ブースト電圧Vbstを抵抗R21,R22で分圧して所望の電位を生成する抵抗分圧回路と、分圧された電圧と同一レベルの電圧を低インピーダンスで出力するバッファアンプAMPとからなる。セレクタ部430は、電源モニタ回路160からの出力P−OFFにより切り替えが行われ、電源遮断時にはPWM制御部410からの出力の代わりに同期整流制御部420からの出力を選択してコイルU,V,Wに供給するセレクタSEL1〜SEL6により構成されている。
【0056】
同期整流制御部420は、3相ブラシレスモータからなるスピンドルモータのU相,V相,W相の各相の駆動コイルの端子電圧U,V,Wを2つずつ比較するコンパレータCMP1,CMP2,CMP3と、これらのコンパレータCMP1,CMP2,CMP3の出力信号およびその反転信号の組合せを入力とするANDゲートG1〜G6とから構成されており、コイルの逆起電圧の大小を検出して各コイルに流す電流の向きとタイミングを決定することによりモータの回転に同期してコイルを駆動する同期整流制御を行なう。具体的には、逆起電圧の最も高い相の電源Vcc側出力トランジスタと逆起電圧の最も低い相のグランド側出力トランジスタをオンさせてコイルに電流を流すような制御が行われる。
【0057】
図9は、図2のような構成を有するボイスコイルモータ制御系とスピンドルモータ制御系および磁気ヘッド駆動制御系を含む磁気ディスクシステムの一例としてのハードディスク装置全体の一構成例をブロック図で示したものである。
図9において、310は磁気ディスク300を回転させるスピンドルモータ、320は先端に磁気ヘッド(書込み磁気ヘッドおよび読出し磁気ヘッドを含む)HDを有するアーム、330はこのアーム320を回動可能に保持するキャリッジで、上記ボイスコイルモータ340はキャリッジ330を移動させることで磁気ヘッドを移動させるとともに、磁気ヘッドの中心をトラックの中心に一致させるようにモータ駆動回路100がサーボ制御を行なう。
【0058】
モータ駆動回路100は、図2に示されているようなボイスコイルモータ駆動制御回路およびスピンドルモータ駆動制御回路が一体となった半導体集積回路であり、上記コントローラ260から供給される制御信号に従って動作し、磁気ヘッドを所望のトラックへシーク移動させたり磁気ヘッドの相対速度を一定にするように、ボイスコイルモータ340とスピンドルモータ310をサーボ制御する。
【0059】
200は上記磁気ヘッドHDによって検出された磁気の変化に応じた電流を増幅して読出し信号を信号処理回路(データチャネルプロセッサ)230へ送信したり信号処理回路230からの書込みパルス信号を増幅して磁気ヘッドHDの駆動電流を出力するリード・ライトICである。また、240は信号処理回路230から送信されてくる読出しデータを取り込んで誤り訂正処理を行なったりホストからの書込みデータに対して誤り訂正符号化処理を行なって信号処理回路230へ出力したりするハードディスク・コントローラである。上記信号処理回路230は、ディジタル磁気記録に適した変調/復調処理や磁気記録特性を考慮した波形整形等の信号処理を行なうとともに、上記磁気ヘッドHDの読出信号から位置情報を読み取る。
【0060】
250は本システムと外部装置との間のデータの受渡しおよび制御等を行なうインタフェース・コントローラで、上記ハードディスク・コントローラ240はインタフェース・コントローラ250を介してパソコン本体のマイクロコンピュータなどのホストコンピュータに接続される。270は磁気ディスクから高速で読み出されたリードデータを一時的に記憶するバッファ用のキャッシュメモリである。マイクロコンピュータからなるシステムコントローラ260は、ハードディスク・コントローラ240からの信号に基づいて、いずれの動作モードか判定し、動作モードに対応してシステム各部の制御を行なうとともに、ハードディスク・コントローラ240から供給されるアドレス情報に基づいてセクタ位置などを算出する。
【0061】
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。たとえば、前記実施例では、電源遮断後に必要とされる電力を、スピンドルモータを駆動する出力トランジスタM1〜M6を同期整流制御して取り出しているが、同期整流制御をせずに出力トランジスタM1〜M6のボディ・ダイオードで逆起電力を整流することで得るようにしても良いし、整流用のダイオードブリッジを別途設けてもよい。
【0062】
また、実施例においては、ディスクの外側に待機位置としてのランプを設け、電源遮断時にこのランプに磁気ヘッドを退避させるようにしているが、ディスクの内側に待機位置を設け、電源遮断時に磁気ヘッドをディスクの内側へ退避移動させる場合にも適用することができる。
【0063】
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、ディスク型記憶装置一般に利用することができる。
【0064】
【発明の効果】
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、磁気ディスク記憶装置において、電源が遮断された時の磁気ヘッドの移動速度を検出し該移動速度と目標速度とに基づいてボイスコイルモータを制御するため、安全かつ速やかに磁気ヘッドを退避させることができるとともに、磁気ヘッドがディスクの外側のランプ方向へ移動されているときに電源が遮断された場合にボイスコイルモータで発生する逆起電力を制限してブレーキをかけて磁気ヘッドがランプに衝突するのを防止することができる。
【0065】
また、本発明に従うと、磁気ディスク記憶装置において、逆起電力の小さい小型モータやスピンドルモータの回転が遅い時に電源が遮断された場合にもスピンドルモータの逆起電力を同期整流した電圧でボイスコイルモータを駆動して確実に磁気ヘッドを退避させることができる。その結果、リトラクトドライバが不要となってボイスコイルモータの駆動制御用ICのチップサイズを小さくすることができ、小型で信頼性の高い磁気ディスク記憶装置を実現できるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る磁気ディスク記憶装置におけるボイスコイルモータおよびスピンドルモータ制御系の概略構成を示すブロック図である。
【図2】本発明に係る磁気ディスク記憶装置におけるボイスコイルモータおよびスピンドルモータの駆動制御回路の一実施例を示すブロック図である。
【図3】停電発生時におけるボイスコイルモータの退避制御を行なうリトラクト制御回路のより詳細な構成例を示すブロック図である。
【図4】実施例のリトラクト制御回路による停電発生時におけるボイスコイルモータの退避制御の手順の一例を示すフローチャートである。
【図5】実施例のモータ駆動制御回路による停電発生時におけるボイスコイルモータの退避制御時における各部の信号のタイミングを示すタイミングチャートである。
【図6】ボイスコイルモータの駆動制御回路を構成するコイル駆動回路(VCMドライバ)のより詳細な構成例を示すブロック図である。
【図7】コイル駆動回路(VCMドライバ)を構成する出力アンプの具体例を示すブロック図である。
【図8】スピンドルモータの駆動制御回路のより詳細な構成例を示すブロック図である。
【図9】本発明が適用された磁気ディスク記憶装置の全体の概略構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
LVCM ボイスコイルモータの駆動コイル
Rsns 電流検出用抵抗
100 モータ駆動制御回路(IC)
110 スピンドルモータドライバ
120 ボイスコイルモータのドライバ
121,122 コイル駆動アンプ
123 制御アンプ
130 リトラクト制御回路
131 シーケンサ
132 コイル端子間電圧センスアンプ
135,138 減算器
137 乗算器
140 ブースト回路(昇圧回路)
210,220 出力アンプ
300 磁気ディスク
310 スピンドルモータ
320 ヘッド保持用アーム
330 キャリッジ
340 ボイスコイルモータ
350 ヘッド退避位置(ランプ)
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a control technique for a magnetic disk storage device, and also to a technology effective when applied to motor control when power is cut off such as when a power failure occurs. The present invention relates to a technology effective for use in head retraction control by a voice coil motor for moving a magnetic head for reading / writing information.
[0002]
[Prior art]
In a magnetic disk storage device, a magnetic head for reading / writing information from / to a storage track on a magnetic disk is moved in a radial direction along a surface of the disk in addition to a spindle motor for rotating the magnetic disk. Operation). In a hard disk drive, the magnetic head is configured to glide on the disk surface by wind pressure generated by the rotation of the disk. If the rotation of the disk stops, the magnetic head may contact the disk surface and cause damage. There is. Furthermore, when the magnetic recording density increases and the disk surface becomes a mirror surface, the stopped head may be attracted to the disk surface and the rotation of the disk may be hindered.
Therefore, when the rotation of the disk is stopped, an operation of retracting the magnetic head to a support called a ramp at a standby position outside the disk (referred to as unloading in this specification) is performed. On the other hand, at the start of head seek, it is necessary to move (load) the magnetic head from the ramp position onto the disk. At this time, if the moving speed of the magnetic head by the voice coil motor is too high, the magnetic head may come into contact with the disk surface and damage the disk. Therefore, conventionally, it has been generally practiced to monitor the back electromotive voltage of the voice coil motor to control the moving speed of the magnetic head.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
In the hard disk drive, it is necessary to retreat the magnetic head even when a power failure occurs, for the same reason as the above-described necessity of retreating the magnetic head to the ramp outside the disk when the rotation of the disk is stopped. In this specification, the retracting operation of the head to the lamp when the power is cut off is referred to as “retract”. However, when a power failure occurs, the power supply of the control circuit of the voice coil motor is also shut off, so that the voice coil motor cannot be driven and controlled.
Therefore, an evacuation driver (hereinafter, referred to as a retract driver) is provided separately from a driver for driving a voice coil motor for head seek (hereinafter, referred to as a VCM driver). There has been proposed an invention in which a retract driver is operated with a voltage obtained by rectifying the voltage (see JP-A-7-14331).
[0004]
However, since a power failure occurs suddenly, a power failure may occur when the magnetic head is moved inside the disk, or a power failure may occur when the magnetic head is moved outside. If a power failure occurs while moving the head to the inside of the disk in the direction opposite to the retracting direction, the voice coil motor generates a large driving force to reduce the speed of the magnetic head and move the head in the opposite direction. Need to give to. On the other hand, if a power failure occurs while moving the magnetic head to the outside of the disk, the back electromotive force generated by the voice coil motor must be suppressed unless the motor is braked and the head collides with the ramp. There is a risk that it will.
[0005]
However, since the retract driver according to the prior application is composed of a transistor that performs current source and cannot supply current even if it can supply current, it cannot suppress the back electromotive force of the voice coil motor to apply the brake. There is a defect. Also, when the retract driver is operated with a voltage obtained by rectifying the back electromotive force of the spindle motor when a power failure occurs, a voltage drop corresponding to the forward voltage of the diode occurs with a voltage obtained by simply rectifying the back electromotive force of the spindle motor with a diode bridge. . Therefore, it has become clear that there is a problem that the retract driver cannot be operated sufficiently when the spindle motor is a small motor having a small back electromotive force or when the spindle motor rotates slowly.
[0006]
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a control technology of a voice coil motor in a magnetic disk storage device, which can reliably retract a magnetic head when power is cut off.
Another object of the present invention is to limit the back electromotive force generated by the voice coil motor when the power is cut off while the magnetic head is moving toward the ramp outside the disk in the magnetic disk storage device. An object of the present invention is to provide a voice coil motor control technique capable of preventing a magnetic head from hitting a ramp and reducing the reliability of the head by applying a brake.
Still another object of the present invention is to provide a magnetic disk storage device, in which a spindle motor is a small motor having a small back electromotive force, and even when the power is shut off when the rotation of the spindle motor is slow, the back electromotive force of the spindle motor is reduced. It is an object of the present invention to provide a voice coil motor control technique which can drive a voice coil motor with a voltage obtained by rectifying the voltage and retract the magnetic head.
Still another object of the present invention is to detect a moving speed of a magnetic head when power is cut off and control a voice coil motor in accordance with the detected moving speed to safely and promptly retract the head in a magnetic disk storage device. It is an object of the present invention to provide a voice coil motor control technique that can be controlled.
The above and other objects and features of the present invention will become apparent from the description of the present specification and the accompanying drawings.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
The following is a brief description of an outline of typical inventions disclosed in the present application.
That is, a spindle motor for rotating a magnetic disk, a magnetic head for reading information from a storage track on the magnetic disk rotated by the spindle motor, and a voice coil motor for moving the magnetic head on the disk A voice coil motor drive circuit that includes a MOS transistor and moves the magnetic head by controlling the drive current of the voice coil motor; and a power supply voltage or a voltage obtained by rectifying a back electromotive voltage generated in the coil of the spindle motor. In a magnetic disk storage device having a booster circuit capable of boosting, a moving speed of a head when power is cut off is detected based on a back electromotive voltage generated in a coil of a voice coil motor when power is cut off. Can generate current command value for coil motor drive circuit A control circuit (retract control circuit) is provided. When the power supply is cut off, the voice coil motor drive circuit and the control circuit are operated by the voltage boosted by the booster circuit to control the current flowing through the coil of the voice coil motor to control the magnetic field. The head is moved to a predetermined standby position.
[0008]
According to the above-described means, since the drive current to the voice coil motor is obtained from the back electromotive force of the spindle motor when the power is cut off, when the power is cut off without providing the power backup means, The magnetic head can be safely retracted. Further, even when the power supply is cut off, the booster circuit is operated to operate the voice coil motor drive circuit and the control circuit with the boosted voltage, so that even when the power supply is cut off, current can flow through the coil of the voice coil motor. Thereby, the magnetic head can be retracted to a predetermined standby position. Moreover, even when the spindle motor is a small motor having a small back electromotive force, the voice coil motor drive circuit is operated with the boosted voltage, so that the magnetic head can be reliably retracted.
[0009]
Further, according to the above-mentioned means, a drive current for retracting the magnetic head when power is cut off is supplied to the voice coil motor coil by using a MOS transistor that supplies a current to the voice coil motor coil during normal operation. In order to operate the voice coil motor driving circuit, even if the power is cut off while moving toward the standby position, the current generated by the back electromotive force generated in the coil of the voice coil motor is generated by the driving MOS transistor. The suction can be performed, whereby the brake is applied to the voice coil motor, thereby preventing the magnetic head from colliding with the ramp at the retracted position and reducing the reliability. Further, since a control circuit for detecting the moving speed of the head when the power is turned off and generating a current command value for the voice coil motor drive circuit according to the detection result is provided, the magnetic head can be more safely and quickly ramped. Can be evacuated.
[0010]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 shows a schematic configuration of a motor control system in a magnetic disk storage device to which the present invention is applied.
As shown in FIG. 1, the magnetic disk storage device of this embodiment includes a magnetic disk 300, a spindle motor 310 for driving the magnetic disk 300 at high speed, and information stored in a storage track on the magnetic disk 300. Arm 320 having at its tip a magnetic head HD for reading / writing data, a voice coil motor 340 for moving the magnetic head HD on the magnetic disk 300 via the arm, and a semiconductor integrated device for driving the voice coil motor 340 Motorized driving circuit 100, signal processing circuit 230 for driving magnetic head HD to write to magnetic disk 300 and detect position information based on a read signal, and controls the entire operation of the magnetic disk storage device Output head position command information (track position). A compensator that sends a value corresponding to a difference between the position command information from the controller 260 and the position information (servo signal) detected by the signal processing circuit 230 to the motor drive circuit 100 as a drive current command value 280, and so on. A ramp 350 is disposed outside the magnetic disk 300 and supports the arm 320 when the disk rotation is stopped. The ramp 350 has a latch portion 351 for locking the arm 320.
[0011]
The controller 260 includes a microcomputer (CPU) and the like. In this case, the function of the compensator 280 can also be taken into the CPU. The drive current command value output from the compensator 280 is sent to the motor drive circuit 100, and the voice coil motor 340 is drive-controlled. The motor drive circuit 100 includes a spindle motor driver 110, a VCM driver 120, a retract control circuit 130, and a boost circuit 140 for boosting a power supply voltage. Further, the motor drive circuit 100 includes a D / A converter 150 that converts a digital data format drive current command value supplied from the compensator 280 into an analog format drive current command value, and serially outputs from the compensator 280. A serial I / O (input / output port) 155 that receives the supplied drive current command value, converts it into parallel data, and inputs it to the D / A converter 150, and a power supply monitor circuit 160 that detects the occurrence of a power failure are provided. I have.
[0012]
FIG. 2 shows an embodiment of a motor drive control circuit in the magnetic disk storage device of FIG.
In FIG. 2, LVCM is a drive coil of a voice coil motor 340 for moving a magnetic head on a magnetic disk, Rsns is a sense resistor for current detection connected in series with the coil LVCM, and 120 is a VCM driver. The driver 120 drives a voice coil motor by passing a current corresponding to the output of the D / A converter 150 to the coil LVCM. The VCM driver 120 is coupled to the connection terminals P1 and P2 of the coil LVCM and supplies N-channel type power MOSFETs M7, M8, M9 and M10 for flowing a current through the coil, and gate voltages of these power MOSFETs M7, M8, M9 and M10. And a control amplifier that compares the detection value of the sense resistor Rsns with the output value of the D / A converter 150 to generate an input signal for the coil drive amplifiers 121 and 122. 123. As a result, a current that matches the drive current command value input to the D / A converter 150 flows through the coil LVCM.
[0013]
In this embodiment, the voltage between both ends of the drive coil LVCM of the voice coil motor 340 is input to the retract control circuit 130, and when the power failure occurs, the VCM driver 120 is controlled to apply a brake to the voice coil motor 340 or to retract the magnetic head. The retract control for causing the operation is performed.
[0014]
Reference numeral 140 denotes a boost circuit including a charge pump for boosting the power supply voltage Vcc, and reference numeral 145 denotes an oscillator for generating an operation clock φc of the boost circuit 140. The boost circuit 140 is constituted by, for example, a booster circuit such as a charge pump, and operates at a voltage Vspn obtained by rectifying the back electromotive force of the spindle motor 310 when a power failure occurs to boost the voltage to about twice or three times Vspn. I do.
[0015]
The boost voltage Vbst boosted by the boost circuit 140 is stored in the smoothing capacitor C1. The stored boost voltage Vbst is supplied as a power supply voltage to the coil drive amplifiers 121 and 122 that control the gate voltages of the power MOSFETs M7, M8, M9, and M10 that supply current to the coil of the voice coil motor 340 when a power failure occurs. Even if the power MOSFETs M7, M8, M9, M10 are composed of N-channel MOSFETs, they can be sufficiently turned on and the magnetic head can be retracted. The reason why N-channel MOSFETs are used as the power MOSFETs M7, M8, M9, and M10 is that the chip size can be reduced as compared with the case where P-channel MOSFETs are used.
[0016]
In the present embodiment, the oscillator 145 is also configured to be operated by the boost voltage Vbst boosted by the boost circuit 140. The oscillator 145 can be operated by the back electromotive force of the spindle motor when a power failure occurs, similarly to the boost circuit 140. However, by using the boost voltage Vbst, when the power supply voltage switches from the power supply voltage Vcc to the back electromotive force Vspn when a power failure occurs. In this case, it is possible to prevent the oscillation operation from stopping due to the temporary absence of the voltage. Since the oscillator 145 can be constituted by a known circuit such as a ring oscillator, illustration and description of a specific circuit will be omitted.
[0017]
In FIG. 2, reference numeral 161 denotes a comparator constituting the power supply monitor circuit 160, and 162 denotes a power supply / cutoff power supply switch for which the SW2 is operated and turned on / off by the output of the comparator 161. The comparator 161 uses the power supply voltage Vcc as a power supply, the power supply voltage Vcc is applied to the non-inverting input terminal, the reference voltage Vref is applied to the inverting input terminal, and the output P-OFF of the comparator 161 is supplied while the power supply voltage Vcc is supplied. Is set to a high level to turn on the power switch 162 at a voltage obtained by multiplying R2 by I3, and when the power supply voltage Vcc is cut off, the output P-OFF of the comparator 161 is changed to a low level and SW2 is turned off. And the power switch 162 is turned off. The reason why the power switch 162 is turned off is to prevent the back electromotive force of the spindle motor 310 from flowing back to the power supply side. The power supply of the comparator 161 may use the boost voltage Vbst boosted by the boost circuit 140.
[0018]
Lu, Lv, and Lw are coils of a spindle motor that rotationally drives the magnetic disk. Although not particularly limited, in this embodiment, a three-phase brushless motor is used as the spindle motor. Reference numeral 110 denotes output transistors M1, M2, M3, M4, M5, and M6 connected between the coupling terminals of the coils Lu, Lv, and Lw and the power supply voltage terminal and the ground terminal, respectively, and supplies current to each coil of the spindle motor. A spindle driver circuit for driving the motor to rotate, a control circuit for determining a phase coil through which a current flows based on a back electromotive force of each coil, and 112, 113, and 114 receiving a control signal from the control circuit 111 and outputting the same. This is a preamplifier that controls the transistors M1 to M6 to be turned on and off, respectively, and allows current to flow sequentially through the coils Lu, Lv, and Lw. The control circuit 111 controls the current flowing to each coil by a PWM (pulse width modulation) method during normal operation, and controls on / off of a transistor performing rectification based on the back electromotive force of each coil when a power failure occurs. Is performed.
[0019]
In this embodiment, even if the synchronous rectification control is not performed, each of the output transistors M1 to M6 is constituted by an N-channel MOSFET, and the body diodes D1 to D6 parasitic between their sources and drains are provided. It can operate as a rectifier circuit that rectifies the back electromotive force generated in the coils Lu, Lv, and Lw of the spindle motor and supplies power to the spindle motor driver circuit 110 and the boost circuit 140. In this embodiment, the voltage boosted by the boost circuit 140 is supplied to the VCM driver circuit 120 that drives the voice coil motor 340, the retract control circuit 130, the spindle driver circuit 110, and the like.
[0020]
When the spindle driver circuit 110 is configured to operate at the voltage boosted by the boost circuit 140 when a power failure occurs, the power supply Vcc-side transistor of that phase when the back electromotive voltage is the highest of the three phases, By performing synchronous rectification control to turn on the ground-side transistor when the back electromotive voltage is the lowest, the amount of voltage drop can be reduced, so that even when the back electromotive voltage of the spindle motor is small, that is, when the rotation speed is low, the voice is reduced. By driving the coil motor, the retreat operation can be reliably performed.
[0021]
FIG. 3 shows a configuration example of the retract control circuit 130. In FIG. 3, the drive coil LVCM of the voice coil motor 340 is represented as an equivalent circuit including an original inductance Lvcm, an internal resistance Rvcm, and a voltage source Vbemf that generates a back electromotive voltage.
The retract control circuit 130 generates a control signal for operating a circuit inside the control circuit in a predetermined order, a voltage sense amplifier 132 for detecting a voltage VVCM between terminals of the drive coil LVCM, and a detected voltage VVCM. A / D conversion circuit 133 for converting to a digital value, register 134 for holding the A / D-converted value, and difference between voltage command value VBEMFC supplied from sequencer 131 and feedback voltage * VBEMF from coil. A first subtractor 135, an integration circuit (digital filter) 136 for integrating the output of the subtractor 135, and a multiplication circuit 137 for calculating the product of the output of the integration circuit 136 and the value held in the register 134; , A second subtractor 1 that calculates a difference between the output of the multiplication circuit 137 and the output of the A / D conversion circuit 133. And 8, and is configured from a timer 139.
[0022]
By providing the integration circuit 136, a subtractor 135-integration circuit 136-D / A converter 150-VCM driver 120-back electromotive force Vbemf-voltage sense amplifier 132-A / D conversion circuit 133-subtractor 138-subtractor 138 can be prevented from oscillating.
[0023]
A drive current command value supplied from the compensator 280 via the serial I / O 155 or the output of the integration circuit 137 is selectively supplied between the integration circuit 137 and the D / A converter 150. A changeover switch SW1 for inputting to the / A converter 150 is provided. This switch SW1 allows the D / A converter 150 to input the drive current command value supplied from the compensator 280 in the normal operation state by the output (power cutoff detection signal) P-OFF of the power monitor circuit 160. When a power outage occurs, the operation of inputting the output of the integration circuit 137 to the D / A converter 150 is performed.
[0024]
In this embodiment, when the timer 139 monitors the output of the integration circuit 136 and detects that the magnetic head has reached the latch position of the ramp 350, it starts a timekeeping operation, and sends a time-up signal to the sequencer 131 when a predetermined time has elapsed. The sequencer 131 sends a brake signal BRK to the spindle motor control circuit 110 to stop the rotation of the spindle motor 310.
[0025]
The timer 139 may be configured to send a time-up signal to the sequencer 131 when a predetermined time has elapsed from the time of occurrence of a power failure. In this case, the time measured by the timer 131 is desirably determined in consideration of the longest time required for the magnetic head to move from an arbitrary position on the magnetic disk to the outer ramp position. Further, the timer 139 can be operated by the clock signal φc supplied from the oscillator 145 to the boost circuit 140.
[0026]
The sequencer 131 includes a ROM (Read Only Memory) that stores a microprogram including a plurality of instruction codes, a counter that sequentially reads instructions from the ROM, and a decoder that decodes the read instructions and generates a control signal. And a circuit having a configuration similar to that of the microprogram type control circuit or a random logic.
[0027]
Since the voltage command value VBEMFC supplied to the subtractor 135 can be a fixed value, if the sequencer 131 has a ROM for storing the instruction code, it is stored in the ROM as a part of the instruction code or separately from the instruction code. Then, it can be configured to output at a predetermined timing. Further, a register may be provided instead of the ROM, and the voltage command value VBEMFC may be set in the register via the serial I / O 155 from the controller 260 by initialization processing or the like at the time of system startup. Alternatively, the voltage command value VBEMFC may be given using a wiring logic that generates a predetermined code by a wiring connected to the power supply voltage Vcc or the ground point. When a register is used, a voltage command value VBEMFC corrected according to the characteristic variation can be set for each system.
[0028]
Next, a specific operation of the retract control circuit 130 shown in FIG. 3 when a power failure occurs will be described with reference to the flowchart of FIG. 4 and the timing chart of FIG. FIG. 5 shows a case where a power failure occurs during the movement of the magnetic head from the inside to the outside of the disk. When the magnetic head is moved from the inside to the outside, the power MOSFETs M7 and M10 are turned on and the M8 and M9 are turned off in the VCM driver circuit 120, and the coil LVCM of the voice coil motor has a terminal P1 (VCMP terminal). A current Id flows from the terminal to P2 (VCMN terminal).
[0029]
When the master power supply (Vcc) drops due to a power failure or the like, the output P-OFF of the power supply monitor circuit 160 changes to low level, and the power switch 162 is turned off (timing t1 in FIG. 5). Then, a voltage Vspn obtained by rectifying the back electromotive force generated in the coils Lu, Lv, Lw of the spindle motor is supplied to the VCM driver circuit 120 and the boost circuit 140. Further, in the boost circuit 140, the booster voltage Vbst obtained by boosting the power supply voltage Vcc before the power is cut off is held by the smoothing capacitor C1, so that the boost circuit 140 and the oscillator 145 continue to operate even after the power is cut off, and the booster voltage Vbst becomes lower. Generated.
[0030]
Here, since the spindle driver circuit 110 is operated by the boosted voltage Vbst generated by the boost circuit 140 and performs synchronous rectification control, Vspn is equal to the power supply voltage Vcc by the voltage drop VR due to the on-resistance of the output transistors M1 to M6. Lower voltage. However, this voltage drop VR is smaller than the voltage drop (forward voltage of the diode) due to the body diodes of the output transistors M1 to M6 when the synchronous rectification control is not performed.
[0031]
Further, when the master power supply (Vcc) drops, the switch SW1 in the VCM driver circuit 120 is switched by the output P-OFF from the power supply monitor circuit 160, and instead of the current command value from the compensator 280, the retract control circuit 130 Is supplied to a DA converter (DAC) 150.
[0032]
In the retract control circuit 130, when the power cutoff detection signal P-OFF is input to the sequencer 131, a high-level clear signal CLR is sent from the sequencer 131 to the integration circuit 136, and a driver is sent to the VCM driver circuit 120. Is output as a control signal HI-Z which causes the output of the control signal HI to become high impedance. As a result, the integration circuit 136 is cleared, the output n is set to, for example, the reference value “1”, and the drive current of the coil LVCM of the voice coil motor 134 is cut off (step S1 in FIG. 4).
[0033]
Then, at this time, the magnetic head continues to move by inertia, and a back electromotive force BEMF proportional to the moving direction and speed of the head (a positive back electromotive voltage when moving to the outside; (A negative back electromotive voltage) is generated. In this state, the sequencer 131 applies the store signal STORE to the register 134, converts the voltage Vvcm detected by the voltage sense amplifier 132 from A / D by the A / D conversion circuit 133, and sets the value Vvcmd as the initial voltage value Vtemp in the register 134. (Step S2). Accordingly, the head moving speed at the time of the occurrence of the power failure is held in the register 134.
[0034]
Next, the sequencer 131 cancels the output high impedance command to the VCM driver circuit 120 so that a predetermined reference current Io flows through the coil LVCM in order to detect a voltage drop due to the parasitic resistance Rvcm of the coil LVCM. As a result, the VCM driver circuit 120 is driven (step S3 in FIG. 4, timing t2 in FIG. 5). The reference current Io flowing through the coil at this time is about several mA in accordance with the time constant of the coil so as not to change the moving speed of the head, and is set to a short period such as several hundred μsec. . Specifically, when the output n of the integration circuit 136 is “1”, a reference current Io that does not change the head speed is caused to flow through the coil.
[0035]
Then, the voltage between the terminals of the coil is detected by the voltage sense amplifier 132 while the reference current Io is being supplied, and a value Vvcmd obtained by converting the voltage into a digital value by the A / D conversion circuit 133 and the head held in the register 134 are output. The voltage value Vtemp corresponding to the moving speed is supplied to the subtractor 138, and the value obtained by taking the difference is stored in the register 134 again (step S4). At this time, since the output n of the integration circuit 136 is set to n = 1 by the clear signal, the value held in the register is Vvcmd-Vtemp. As a result, the voltage drop (Io × RL) due to the parasitic resistance Rvcm of the coil LVCM is held in the register 134. When the voltage drop amount when n = “1” is (Io × RL), the voltage drop amount due to the parasitic resistance Rvcm is n × (Io × RL) due to the driving current flowing through the coil LVCM when n changes. It is.
[0036]
Subsequently, the sequencer 131 outputs the target speed command value VBEFMC of the magnetic head, sets the clear signal CLR to the integration circuit 136 to low level, and starts the closed loop control (step S5). Then, the value obtained by subtracting the output of the second subtractor 138 from the target speed command value VBEMFC by the first subtractor 135, that is, the control error amount, is input to the integration circuit 136.
[0037]
Here, the output of the second subtractor 138 is obtained from the value Vvcmd (= * Vbemf + nIo · RL) obtained by A / D conversion of the voltage Vvcm (= Vbemf + n · Io · RL) between both terminals of the coil from the output of the register 134. A value obtained by subtracting a value (n · Io · RL) obtained by multiplying the held value (Io · RL) by the output n of the integration circuit 136 by the multiplier 137, that is, an estimated back electromotive voltage value * Vbemf. Therefore, the value input to the integration circuit 136 from the first subtractor 135 is VBEMFC- * Vbemf (= target speed command value-back coil electromotive force).
[0038]
Thus, the coil of the voice coil motor 340 is driven by the VCM driver circuit 120 so that the moving speed of the magnetic head becomes the target speed, and the speed is accurately controlled by the control loop of the control circuit 130 (step S6). For example, when the moving speed of the magnetic head is lower than the target speed or when the head is moving inward, the output * Vbemf of the second subtractor 138 becomes smaller than the target speed command value VBEMFC. The output of the circuit 136 increases, and a forward current (current for moving the head outward) flows through the coil to accelerate the head.
[0039]
On the other hand, as shown in the timing chart of FIG. 5, when the moving speed of the magnetic head is higher than the target speed, the output * Vbemf of the second subtractor 138 becomes higher than the target speed command value VBEMFC. The output of 136 is reduced, and a reverse current (current for moving the head inward) is supplied to the coil to decelerate the head (timing t3 to t4). When the head reaches the ramp and the speed of the head decreases, the back electromotive force of the coil tends to decrease. However, control is performed in the direction in which the output of the integration circuit 136 increases to maintain the head speed at the target value. As a result, the driving force of the coil is increased, and the head can move up the ramp (timing t4 to t5).
[0040]
Further, in this embodiment, the integration circuit 136 is provided with a limiter for limiting the maximum level of the output. Therefore, when the head reaches the stop position (latch) of the ramp and the speed decreases, the output of the integrating circuit 136 increases to maintain the head speed at the target value. At this time, the limiter operates to limit the output level. In addition, it is possible to avoid a sudden increase in the driving force of the coil, thereby preventing the head from coming off the ramp (timing t5 to t6).
[0041]
Further, in this embodiment, when the limiter of the integration circuit 136 is activated, the timer 139 is started, and the sequencer 131 sends the spindle motor control circuit 110 a predetermined time after the activation of the timer 139. A brake start signal BRK is output (timing t6). Then, the ground-side transistors M2, M4 and M6 of the drive transistors M1 to M6 of the spindle motor, for example, are all turned on by the spindle motor control circuit 110, and the spindle motor is braked.
As a result, the voltage Vspn obtained by rectifying the back electromotive force generated in the coils Lu, Lv, and Lw of the spindle motor and the booster voltage Vbst obtained by boosting the voltage by the boost circuit 140 drop, and the driving of the voice coil motor 340 is stopped. (Timing t7).
[0042]
In the conventional head retracting method using a retract driver composed of source-follower type MOSFETs, the current of the coil cannot be drawn, so a power failure occurs while the magnetic head is moving from the inside to the outside of the disk. Then, since the brake is not applied to the voice coil motor, the magnetic head may collide with the ramp. On the other hand, in the present embodiment, as described above, since the retraction operation is performed using the VCM driver circuit 120 that can draw the current in any direction of the coil, the moving speed toward the outside of the magnetic head is too fast. In this case, the coil current can be drawn to brake the voice coil motor 340, and the magnetic head can be prevented from colliding with the ramp. In addition, in this embodiment, since the moving speed of the head at the time of the occurrence of the power failure is detected and the current flowing to the voice coil motor is controlled accordingly, the evacuation operation with higher precision can be performed.
[0043]
FIG. 6 shows an embodiment of the VCM driver 120. In FIG. 6, the coil LVCM of the voice coil motor 340 is represented as an equivalent circuit including an original inductance Lvcm, an internal resistance Rvcm, and a back electromotive force source Vbemf. As shown in FIG. 6, the VCM driver circuit 120 includes coil drive amplifiers 121 and 122 that drive power MOSFETs M7, M8, M9, and M10 that supply current to the coils, detection values of the sense resistor Rsns, and It comprises a control amplifier 123 for comparing output values of the D / A converter 150 to generate input signals for the coil drive amplifiers 121 and 122, a voltage switch SW1, and the like. The coil drive amplifier 121 (122) includes an output amplifier 210 (220), a feedback resistor R2 (R6), and input resistors R1, R3, R4 (R5, R7, R8).
[0044]
Further, the control amplifier 123 includes a current sense amplifier 231 to which the voltage of both terminals of the current sense resistor Rsns is input, and a voltage input to which the output of the current sense amplifier 231 and the output of the D / A converter 150 are input. A current output type differential amplifier circuit (hereinafter, referred to as a gm amplifier) 232 and a phase compensation circuit 233 for compensating the phase of the current control loop. A reference voltage VREF is applied to one input terminal of the output amplifiers 210 and 220 and one input terminal of the current sensing amplifier 231 via resistors R1, R7 and R12, respectively, and a voltage corresponding to a potential difference between the reference voltage VREF and each input voltage. Is output.
[0045]
The amplifiers 231 and 232 are set such that circuit operating characteristics such as gain are each desired characteristics by optimally determining the constants of elements such as resistors and transistors in the amplifiers. The amplifiers 231 and 232 use the power supply voltage Vspn and the booster voltage Vbst as power supplies, and the operation of the amplifiers is continued even when a power failure occurs.
[0046]
The coil drive amplifiers 121 and 122 have predetermined voltage gains set by the resistors R1 to R4 and R5 to R8, respectively. The coil drive amplifiers 121 and 122 use the boosted boost voltage Vbst as a power supply, and the operation of the amplifiers is continued even if a power failure occurs. The coil Lvcm of the voice coil motor 108 and the sense resistor Rsns are connected in series between the coil terminals VCMP-VCMN to which the power MOSFETs M7 to M10 driven by the coil drive amplifiers 121 and 122 are connected. A drive current is supplied to the coil Lvcm by the power MOSFETs M7 to M10. This drive current is configured to be able to flow in both directions by a pair of coil drive amplifiers 121 and 122, and the magnetic head can be arbitrarily set in either the inside or outside direction of the disk according to the direction in which the drive current flows. Is moved in the direction of.
[0047]
FIG. 7 shows a specific circuit configuration example of the output amplifier 210 (220) in the circuit shown in FIG.
As shown in FIG. 7, the output amplifier 210 (220) includes a differential amplifier 211 that receives the voltage output from the control amplifier 232 or the retract control voltage Vret and the reference voltage VREF, A gm amplifier 212 to which a voltage obtained by dividing the output of the amplifier 211, the voltage of the coil terminal VCMP (VCMN), and the reference voltage VCMREF by the resistors R5 and R6 is input, and one of the differential outputs of the gm amplifier 212 is non-inverted. A pair of buffer amplifiers 213 and 214 operating as receiving voltage followers at input terminals; phase compensation capacitors C11 and C12 connected between non-inverting input terminals of the buffer amplifiers 213 and 214 and a power supply voltage terminal; Between the non-inverting input terminals of the amplifiers 213 and 214 and the coil terminal VCMP (VCMN) It is constituted respectively connected in series with a resistor R7 and a MOSFET M3 and R8 and the like M4.
[0048]
The gm amplifier 212 is an amplifier whose characteristics are set so that the output changes almost linearly in accordance with the change in the output voltage of the preceding-stage differential amplifier 211. The inverting input terminal (-) of the amplifier 212 has a voice input terminal. The voltage of the coil terminal VCMP (VCMN) to which the coil Lvcm of the coil motor is connected is fed back via the resistor R6, and the gm amplifier 212 is connected to the buffer amplifiers 213 and 214 and the output transistors M7 and M8 connected to the subsequent stage. The constants of the elements constituting the circuit are set so that the entire circuit including the circuit amplifies the input voltage with high gain and outputs a drive voltage that changes according to a change in input.
[0049]
Next, a circuit portion including the buffer amplifiers 213 and 214 provided between the gm amplifier 212 and the output transistors M7 and M8 in FIG. 7 will be described.
As shown in FIG. 7, the positive-phase output (+) of the gm amplifier 212 is input to the non-inverting input terminal of the buffer amplifier 213, and the output voltage of the buffer amplifier 213 is applied to the gate terminal of the output transistor M7. ing. The output voltage of the buffer amplifier 213 is fed back to its own inverting input terminal, and operates as a voltage follower. The reason why such an amplifier is provided is that the output transistor M1 has a large size and therefore a large gate capacitance, and the driving force becomes insufficient to directly drive the output of the gm amplifier 212 while maintaining desired characteristics. is there.
[0050]
The resistor R7 and the MOS transistor M3 connected in series between the positive-phase output terminal of the buffer amplifier 213 and the coil terminal VCMP are connected to the MOS transistor M3 because the buffer amplifier 213 operates as a voltage follower. And the voltage applied to the gate of the output transistor M7 is the same, and it can be seen that M7 and M3 form a current mirror circuit. Therefore, assuming that the size ratio between the MOS transistors M7 and M3 is N, the output transistor M7 is driven to flow a current N times the drain current of M3.
[0051]
Similarly, the negative phase output (-) of the gm amplifier 212 is input to the non-inverting input terminal of the buffer amplifier 214, and the output voltage of the buffer amplifier 214 is applied to the gate terminal of the output transistor M9. The output voltage of the buffer amplifier 214 is fed back to its own inverting input terminal, and the buffer amplifier 214 operates as a voltage follower. Further, the resistor R8 and the MOS transistor M4 connected in series between the positive-phase output terminal of the buffer amplifier 214 and the coil terminal VCMP have a voltage applied to the gate of the MOS transistor M4 and the gate of the output transistor M8. Since they are the same, M4 and M8 constitute a current mirror circuit. Therefore, assuming that the size ratio between the MOS transistors M2 and M6 is N, the output transistor M8 is driven to flow a current N times the drain current of M4.
[0052]
The resistors R7 and R8 provided in series with the transistors M3 and M4 have little meaning when a relatively small current is input from the gm amplifier 212. When a relatively large current is input from the gm amplifier 212 and a large current flows through the transistors M3 and M4, the gate-source voltage of the transistors M3 and M4 suddenly increases when the input current exceeds a certain value. Will be done. As a result, the gate-source voltages of the output transistors M7 and M8 are controlled so as to change more steeply than the change in the input voltage of the gm amplifier 212.
[0053]
In the circuit of FIG. 7, the voltage between the gate and the source of the output transistor M7 is set up by, for example, appropriately setting the amplitude level of the positive-phase output and the negative-phase output of the gm amplifier 212. It is designed so that the fall starts earlier than the rise of the gate-source voltage of the output transistor M8. As a result, the output transistors M7 and M8 are turned on at the same time to prevent a through current from flowing, thereby suppressing an increase in power consumption. Similarly, the rise of the gate-source voltage of the output transistor M8 may be designed to start earlier than the fall of the gate-source voltage of the output transistor M7.
[0054]
FIG. 8 shows a configuration example of a circuit for performing synchronous rectification control of the spindle motor when performing a retraction control of the magnetic head particularly when a power failure occurs in the control circuit 111 in the spindle driver circuit 110 shown in FIG. .
In FIG. 8, reference numeral 410 denotes a PWM control unit that generates a control signal for PWM control during normal operation, 420 denotes a synchronous rectification control unit that generates a control signal for synchronous rectification control during retract control, and 430 denotes PWM control. A selector section 440 that selects either the control signal output from the section 410 or the control signal output from the synchronous rectification control section 420 and supplies it to the preamplifiers 112 to 114 in FIG. 2 is supplied from the boost circuit when a power failure occurs. The logic power supply unit generates a power supply Vddsr necessary for the operation of the logic circuit in the synchronous rectification control unit 420 by lowering the boost voltage Vbst.
[0055]
The logic power supply unit 440 includes a resistor voltage dividing circuit that divides the boost voltage Vbst by the resistors R21 and R22 to generate a desired potential, and a buffer amplifier AMP that outputs a voltage having the same level as the divided voltage with low impedance. Consists of The selector unit 430 is switched by the output P-OFF from the power supply monitor circuit 160, and selects the output from the synchronous rectification control unit 420 instead of the output from the PWM control unit 410 when the power supply is cut off, and selects the coils U and V , W supplied to the selectors SEL1 to SEL6.
[0056]
The synchronous rectification control unit 420 compares comparators CMP1, CMP2, and CMP3 for comparing terminal voltages U, V, and W of the U-phase, V-phase, and W-phase drive coils of the spindle motor composed of a three-phase brushless motor two by two. And AND gates G1 to G6 to which a combination of the output signals of these comparators CMP1, CMP2 and CMP3 and their inverted signals are input, and detects the magnitude of the back electromotive voltage of the coil and sends it to each coil. By determining the direction and timing of the current, synchronous rectification control for driving the coil in synchronization with the rotation of the motor is performed. Specifically, control is performed such that a power supply Vcc-side output transistor of the phase having the highest back electromotive voltage and a ground side output transistor of the phase having the lowest back electromotive voltage are turned on so that current flows through the coil.
[0057]
FIG. 9 is a block diagram showing a configuration example of an entire hard disk drive as an example of a magnetic disk system including a voice coil motor control system, a spindle motor control system, and a magnetic head drive control system having the configuration as shown in FIG. Things.
9, reference numeral 310 denotes a spindle motor for rotating the magnetic disk 300; 320, an arm having a magnetic head (including a write magnetic head and a read magnetic head) HD at its tip; and 330, a carriage for rotatably holding the arm 320. The voice coil motor 340 moves the magnetic head by moving the carriage 330, and the motor drive circuit 100 performs servo control so that the center of the magnetic head coincides with the center of the track.
[0058]
The motor drive circuit 100 is a semiconductor integrated circuit in which a voice coil motor drive control circuit and a spindle motor drive control circuit as shown in FIG. 2 are integrated, and operates according to a control signal supplied from the controller 260. Then, the servo control of the voice coil motor 340 and the spindle motor 310 is performed so as to move the magnetic head to a desired track or to keep the relative speed of the magnetic head constant.
[0059]
200 amplifies a current corresponding to a change in magnetism detected by the magnetic head HD and transmits a read signal to a signal processing circuit (data channel processor) 230 or amplifies a write pulse signal from the signal processing circuit 230. This is a read / write IC that outputs a drive current for the magnetic head HD. Reference numeral 240 denotes a hard disk which receives read data transmitted from the signal processing circuit 230 and performs error correction processing, or performs error correction encoding processing on write data from the host and outputs the data to the signal processing circuit 230.・ It is a controller. The signal processing circuit 230 performs signal processing such as modulation / demodulation processing suitable for digital magnetic recording and waveform shaping in consideration of magnetic recording characteristics, and reads position information from a read signal of the magnetic head HD.
[0060]
Reference numeral 250 denotes an interface controller for transferring and controlling data between the system and an external device. The hard disk controller 240 is connected to a host computer such as a microcomputer of a personal computer via the interface controller 250. . Reference numeral 270 denotes a buffer cache memory for temporarily storing read data read from the magnetic disk at high speed. A system controller 260 including a microcomputer determines which operation mode is based on a signal from the hard disk controller 240, controls each part of the system in accordance with the operation mode, and is supplied from the hard disk controller 240. A sector position or the like is calculated based on the address information.
[0061]
As described above, the invention made by the inventor has been specifically described based on the embodiments. However, it is noted that the present invention is not limited to the above embodiments, and that various changes can be made without departing from the gist of the invention. Not even. For example, in the above-described embodiment, the power required after the power is turned off is extracted by performing synchronous rectification control on the output transistors M1 to M6 that drive the spindle motor. May be obtained by rectifying the back electromotive force with the body diode described above, or a diode bridge for rectification may be separately provided.
[0062]
Further, in the embodiment, a lamp as a standby position is provided outside the disk and the magnetic head is retracted to this lamp when the power is turned off. However, a standby position is provided inside the disk and the magnetic head is Can be applied to the case in which the disk is retracted to the inside of the disk.
[0063]
In the above description, the case where the invention made by the present inventor is mainly applied to a hard disk storage device, which is the field of use as the background, has been described. However, the present invention is not limited to the present invention. Can be used.
[0064]
【The invention's effect】
The following is a brief description of an effect obtained by a representative one of the inventions disclosed in the present application.
That is, in the magnetic disk storage device, since the moving speed of the magnetic head when the power is turned off is detected and the voice coil motor is controlled based on the moving speed and the target speed, the magnetic head is safely and quickly retracted. When the power is cut off while the magnetic head is being moved toward the ramp outside the disk, the back electromotive force generated by the voice coil motor is limited and the brake is applied by applying a brake to the magnetic head. Collision can be prevented.
[0065]
Further, according to the present invention, in the magnetic disk storage device, even when the power is cut off when the rotation of the small motor or the spindle motor with a small back electromotive force is slow, the voice coil is synchronously rectified with the back electromotive force of the spindle motor. The magnetic head can be reliably retracted by driving the motor. As a result, the retract driver is not required, and the chip size of the drive control IC for the voice coil motor can be reduced, so that a small and highly reliable magnetic disk storage device can be realized.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of a voice coil motor and a spindle motor control system in a magnetic disk storage device according to the present invention.
FIG. 2 is a block diagram showing one embodiment of a drive control circuit for a voice coil motor and a spindle motor in the magnetic disk storage device according to the present invention.
FIG. 3 is a block diagram illustrating a more detailed configuration example of a retract control circuit that performs evacuation control of the voice coil motor when a power failure occurs.
FIG. 4 is a flowchart illustrating an example of a procedure of a retract control of the voice coil motor when a power failure occurs by the retract control circuit of the embodiment.
FIG. 5 is a timing chart showing timings of signals of respective units during a retract control of the voice coil motor when a power failure occurs by the motor drive control circuit of the embodiment.
FIG. 6 is a block diagram illustrating a more detailed configuration example of a coil drive circuit (VCM driver) included in a drive control circuit of the voice coil motor.
FIG. 7 is a block diagram showing a specific example of an output amplifier constituting a coil drive circuit (VCM driver).
FIG. 8 is a block diagram showing a more detailed configuration example of a drive control circuit of a spindle motor.
FIG. 9 is a block diagram showing an overall schematic configuration of a magnetic disk storage device to which the present invention is applied.
[Explanation of symbols]
LVCM Voice coil motor drive coil
Rsns Current detection resistor
100 Motor drive control circuit (IC)
110 Spindle motor driver
120 Voice coil motor driver
121,122 Coil drive amplifier
123 Control amplifier
130 Retraction control circuit
131 PLC
132 Voltage sense amplifier between coil terminals
135,138 subtractor
137 Multiplier
140 boost circuit (boost circuit)
210, 220 output amplifier
300 magnetic disk
310 spindle motor
320 Arm for holding head
330 carriage
340 voice coil motor
350 Head retract position (ramp)

Claims (10)

磁気ディスクを回転させる第1モータと、該第1モータにより回転される磁気ディスク上の記憶トラックに対して情報のリードを行なう磁気ヘッドと、該磁気ヘッドを上記ディスク上にて移動させる第2モータと、第2モータのコイルに流す電流を制御する電界効果型トランジスタを含み電流指令値に従って前記トランジスタのゲート電圧を制御して磁気ヘッドの移動を行なう第2モータ駆動回路と、電源遮断時に該第2モータ駆動回路に対する電流指令値を生成可能な制御回路と、電源電圧もしくは上記第1モータのコイルに発生する逆起電圧を整流した電圧を昇圧可能な昇圧回路とを具備し、
上記制御回路は電源遮断時に上記トランジスタをオフした状態で上記第2モータのコイルに生じる逆起電圧に基づいてヘッドの移動速度を検出し、目標速度となるように電流指令値を生成して上記第2モータ駆動回路に供給し、
上記第2モータ駆動回路は上記昇圧回路で昇圧された電圧により動作し、電源遮断時には上記制御回路からの電流指令値に従って上記第2モータのコイルに流れる電流を制御して上記磁気ヘッドを所定の待機位置へ移動させるように構成されていることを特徴とする磁気ディスク記憶システム。
A first motor for rotating a magnetic disk, a magnetic head for reading information from a storage track on the magnetic disk rotated by the first motor, and a second motor for moving the magnetic head on the disk A second motor drive circuit including a field effect transistor for controlling a current flowing through a coil of the second motor and controlling a gate voltage of the transistor in accordance with a current command value to move the magnetic head; A control circuit capable of generating a current command value for the two-motor drive circuit; and a booster circuit capable of boosting a power supply voltage or a voltage obtained by rectifying a back electromotive voltage generated in the coil of the first motor,
The control circuit detects the moving speed of the head based on the back electromotive voltage generated in the coil of the second motor in a state where the transistor is turned off when the power is turned off, and generates a current command value so as to reach the target speed. Supply to the second motor drive circuit,
The second motor drive circuit operates with the voltage boosted by the booster circuit, and controls the current flowing through the coil of the second motor in accordance with a current command value from the control circuit when the power supply is cut off, thereby controlling the magnetic head to a predetermined value. A magnetic disk storage system configured to be moved to a standby position.
上記制御回路は、レジスタと減算および乗算回路とを備え、電源遮断時に上記トランジスタをオフした状態で上記コイルに生じるヘッドの移動速度に対応する逆起電圧を検出して上記レジスタに保持し、磁気ヘッドの移動速度に影響を与えない程度の基準電流を流して上記コイルの両端電圧を検出して上記レジスタの保持値とから上記コイルの寄生抵抗による電位差を上記減算回路により求めて上記レジスタに保持した後、上記コイルの両端電圧を検出して上記レジスタに保持されている寄生抵抗による基準電流に対する電位差分と電流指示の積を現在の寄生抵抗による電位差として補正し、該補正された値と目標速度を与える値とに基づいて上記第2モータ駆動回路に供給する電流指令値を生成することを特徴とする請求項1に記載の磁気ディスク記憶システム。The control circuit includes a register and a subtraction and multiplication circuit, detects a back electromotive voltage corresponding to a moving speed of a head generated in the coil in a state where the transistor is turned off when power is turned off, and stores the back electromotive force in the register, A reference current that does not affect the moving speed of the head is applied to detect the voltage between both ends of the coil, and a potential difference due to the parasitic resistance of the coil is obtained from the value held in the register by the subtraction circuit and held in the register. After that, the voltage between both ends of the coil is detected, and the product of the current difference and the potential difference with respect to the reference current due to the parasitic resistance held in the register is corrected as the potential difference due to the current parasitic resistance. 2. The magnetic device according to claim 1, wherein a current command value to be supplied to the second motor drive circuit is generated based on a value giving a speed. Disk storage system. 上記電流指令値はディジタル値であり、該電流指令値をアナログ信号に変換するDA変換回路と、電源遮断時には通常動作時に外部から供給される電流指令値に代えて上記制御回路で生成される電流指令値を上記DA変換回路に供給する切替え手段とを備えていることを特徴とする請求項1または2に記載の磁気ディスク記憶システム。The current command value is a digital value, a DA converter circuit for converting the current command value into an analog signal, and a current generated by the control circuit in the event of power supply interruption in place of a current command value supplied from outside during normal operation. 3. The magnetic disk storage system according to claim 1, further comprising switching means for supplying a command value to the DA conversion circuit. 上記第1モータのコイルに電流を流すトランジスタを含みコイルの駆動電流を制御することにより上記磁気ディスクの回転制御を行なう第1モータ駆動制御回路を備え、該第1モータ駆動制御回路は、通常動作時にはパルス幅制御方式で上記トランジスタを駆動し、電源遮断時には上記第1モータの回転に同期して上記トランジスタを順次駆動することによって上記第1モータの逆起電圧を整流することを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の磁気ディスク記憶システム。A first motor drive control circuit that includes a transistor that causes a current to flow through the coil of the first motor and controls the drive current of the coil to control the rotation of the magnetic disk; the first motor drive control circuit operates normally The transistor is sometimes driven by a pulse width control method, and the back electromotive voltage of the first motor is rectified by sequentially driving the transistor in synchronization with the rotation of the first motor when power is cut off. Item 4. A magnetic disk storage system according to any one of Items 1 to 3. 上記制御回路は、タイマ回路を備え、電源遮断後所定時間が経過した時に上記第1モータ駆動制御回路に対して上記第1モータの回転停止を指示する信号を送り、上記第1モータ駆動制御回路は該指示信号に応じて上記第1モータの回転にブレーキをかけるように構成されていることを特徴とする請求項4に記載の磁気ディスク記憶システム。The control circuit includes a timer circuit, and sends a signal for instructing the first motor drive control circuit to stop the rotation of the first motor when a predetermined time has elapsed after power-off, and the first motor drive control circuit 5. The magnetic disk storage system according to claim 4, wherein a brake is applied to the rotation of the first motor in response to the instruction signal. 上記制御回路は、
上記第2モータのコイルの端子間電圧を検出する電圧検出手段と、該電圧検出手段により検出された電圧をディジタル値に変換するA/D変換回路と、目標速度値を積分する積分回路と、該積分回路の出力と上記レジスタの保持値との積を得る乗算回路と、該乗算回路の出力と上記A/D変換回路の出力との差分をとる第1減算回路と、該第1減算回路の出力と上記目標速度指令値との差を演算する第2減算回路を含む制御ループを備え、
電源遮断時に上記トランジスタをオフした状態で上記コイルに生じるヘッドの移動速度に対応した逆起電圧を検出して上記レジスタに保持し、上記磁気ヘッドの移動速度に影響を与えない程度の基準電流を流して上記コイルの両端電圧を検出して上記レジスタの保持値とから上記コイルの寄生抵抗による電位差を上記第1減算回路により求めて上記レジスタに保持し、上記制御ループが動作している間コイルの両端電圧を検出して、上記第1減算回路により上記レジスタに保持されている寄生抵抗による基準電流に対する電位差分と電流指示の積を現在の寄生抵抗による電位差として両端電圧から減算した値を求め、該算出値と上記目標速度値との差分を上記第2減算回路でとりその結果を上記積分回路で積分した値を上記DA変換回路に供給して上記第2モータのコイルに流れる電流を制御するように構成されていることを特徴とする請求項3に記載の磁気ディスク記憶システム。
The control circuit includes:
Voltage detection means for detecting a voltage between terminals of the coil of the second motor, an A / D conversion circuit for converting a voltage detected by the voltage detection means into a digital value, an integration circuit for integrating a target speed value, A multiplication circuit for obtaining a product of the output of the integration circuit and the value held in the register; a first subtraction circuit for obtaining a difference between an output of the multiplication circuit and an output of the A / D conversion circuit; and a first subtraction circuit And a control loop including a second subtraction circuit for calculating a difference between the output of the above and the target speed command value,
When the transistor is turned off when the power is turned off, a back electromotive voltage corresponding to the moving speed of the head generated in the coil is detected and held in the register, and a reference current that does not affect the moving speed of the magnetic head is detected. The voltage between both ends of the coil is detected, and the potential difference due to the parasitic resistance of the coil is obtained from the value held in the register by the first subtraction circuit and held in the register. And a value obtained by subtracting the product of the current difference and the potential difference from the reference current due to the parasitic resistance held in the register by the first subtraction circuit from the both-ends voltage as the potential difference due to the current parasitic resistance. The difference between the calculated value and the target speed value is obtained by the second subtraction circuit, and the result obtained by integrating the result by the integration circuit is supplied to the DA conversion circuit. Magnetic disk storage system according to claim 3, characterized in that it is configured to control the current flowing through the coil of the second motor with.
上記積分回路は最大出力を制限するリミッタ機能を備えていることを特徴とする請求項6に記載の磁気ディスク記憶システム。7. The magnetic disk storage system according to claim 6, wherein the integration circuit has a limiter function for limiting a maximum output. 上記第1モータのコイルに電流を流すトランジスタを含みコイルの駆動電流を制御することにより上記磁気ディスクの回転制御を行なう第1モータ駆動制御回路を備え、該第1モータ駆動制御回路は、通常動作時にはパルス幅制御方式で上記トランジスタを駆動し、電源遮断時には上記第1モータの回転に同期して上記トランジスタを順次駆動することによって上記第1モータの逆起電圧を整流することを特徴とする請求項6または7に記載の磁気ディスク記憶システム。A first motor drive control circuit that includes a transistor that causes a current to flow through the coil of the first motor and controls the drive current of the coil to control the rotation of the magnetic disk; the first motor drive control circuit operates normally The transistor is sometimes driven by a pulse width control method, and the back electromotive voltage of the first motor is rectified by sequentially driving the transistor in synchronization with the rotation of the first motor when power is cut off. Item 8. The magnetic disk storage system according to item 6 or 7. 上記制御回路は、タイマ回路を備え、上記リミッタが機能した後所定時間が経過した時に上記第1モータ駆動制御回路に対して、上記第1モータの回転停止を指示する信号を送り、上記第1モータ駆動制御回路は該指示信号に応じて上記第1モータの回転にブレーキをかけるように構成されていることを特徴とする請求項8に記載の磁気ディスク記憶システム。The control circuit includes a timer circuit, and sends a signal for instructing the first motor drive control circuit to stop the rotation of the first motor to the first motor drive control circuit when a predetermined time has elapsed after the limiter has functioned. 9. The magnetic disk storage system according to claim 8, wherein the motor drive control circuit is configured to brake the rotation of the first motor in response to the instruction signal. 磁気ディスクを回転させる第1モータと、該第1モータにより回転される磁気ディスク上の記憶トラックに対して情報のリードを行なう磁気ヘッドと、該磁気ヘッドを上記ディスク上にて移動させる第2モータと、第2モータのコイルに流す電流を制御する電界効果型トランジスタを含み電流指令値に従って前記トランジスタのゲート電圧を制御して磁気ヘッドの移動を行なう第2モータ駆動回路と、電源遮断時に該第2モータ駆動回路に対する電流指令値を生成する制御回路と、電源電圧もしくは上記第1モータのコイルに発生する逆起電圧を整流した電圧をさらに昇圧する昇圧回路と、上記第2モータ駆動回路に対して上記第2モータのコイルに流す電流の目標値を与えるシステム制御装置とを具備し、
電源遮断時に上記第1モータのコイルに発生する逆起電圧を整流した電圧を上記昇圧回路によって昇圧し、該昇圧回路で昇圧された電圧により上記第2モータ駆動回路および上記制御回路を動作させ、上記制御回路は、電源遮断時に上記トランジスタをオフした状態で上記第2モータのコイルに生じるヘッドの移動速度に対応する逆起電圧を検出し、該検出結果に応じて該磁気ヘッドの移動速度が指令値に等しくなるように上記第2モータのコイルに流す電流の指令値を生成して上記第2モータ駆動回路に供給し、上記システム制御装置の介在なしに上記第2モータのコイルに流す電流を制御して上記磁気ヘッドを所定の待機位置へ移動させることを特徴とする磁気ディスク記憶システム。
A first motor for rotating a magnetic disk, a magnetic head for reading information from a storage track on the magnetic disk rotated by the first motor, and a second motor for moving the magnetic head on the disk A second motor drive circuit including a field effect transistor for controlling a current flowing through a coil of the second motor and controlling a gate voltage of the transistor in accordance with a current command value to move the magnetic head; A control circuit for generating a current command value for the two-motor drive circuit, a booster circuit for further boosting a power supply voltage or a voltage obtained by rectifying a back electromotive voltage generated in the coil of the first motor, and a And a system controller for providing a target value of the current flowing through the coil of the second motor.
A voltage obtained by rectifying a back electromotive voltage generated in the coil of the first motor when power is cut off is boosted by the booster circuit, and the second motor drive circuit and the control circuit are operated by the boosted voltage by the booster circuit; The control circuit detects a back electromotive voltage corresponding to the moving speed of the head generated in the coil of the second motor in a state where the transistor is turned off when the power is turned off, and determines the moving speed of the magnetic head according to the detection result. A command value of a current flowing through the coil of the second motor is generated so as to be equal to the command value and supplied to the second motor drive circuit, and a current flowing through the coil of the second motor without the intervention of the system control device And the magnetic head is moved to a predetermined standby position.
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