JP2008034010A - 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 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】検出抵抗Rsは、VCM1と直列に接続される。第1増幅器AMP1は、検出抵抗Rsの両端に発生する検出電圧Vsを増幅する。第1駆動回路10は、第1増幅器AMP1の出力電圧Vs1にもとづいて、VCM1を駆動する。第2増幅器AMP2は、第1増幅器AMP2により増幅された検出電圧Vsを、さらに増幅する。キャリブレーション回路14は、VCM1の回転が停止した状態において、VCM1の両端に発生するモータ電圧Vvcmが、第1、第2増幅器AMP1、2により増幅された検出電圧Vs2と一致するように、少なくとも第2増幅器AMP2の増幅率g2を調節する。第2駆動回路12は、検出電圧Vs2と、モータ電圧Vvcmとの差に応じた電圧を、逆起電圧として、VCM1の回転を制御する。
【選択図】図2
Description
この態様によれば、逆起電圧を生成する際に、検出電圧は、第1駆動回路に検出電圧を供給するための第1増幅器と、第2増幅器の少なくとも2段の増幅器を介して増幅される。したがって、この態様では、第2増幅器の増幅率を、1段で増幅する場合に比べて低く設定することができ、増幅率の誤差を抑制することができ、正確なキャリブレーションが実現できる。
第1、第2基準電圧のいずれかを変化させることにより、回路で発生するオフセット誤差をキャンセルすることができ、正確なキャリブレーションを行うことができる。
この態様によれば、安定したキャリブレーションが実現されるため、ヘッドの制御を安定化することができる。
Vs1=g1×Vs …(1a)
Vs2=g2×Vs1=g1×g2×Idrv×Rs …(1b)
が成り立っている。
第2駆動回路12に対して、第3増幅器AMP3は2つの入力電圧の差を増幅する増幅器として機能する。第3増幅器AMP3の一方の入力端子には、電圧Vs2が入力され、他方の入力端子には、モータ電圧Vvcmが入力されている。第3増幅器AMP3の増幅率をg3とするとき、その出力電圧は、
Vx1=g3×(Vs2−Vvcm) …(2)
と表される。
Vvcm=Idrv×Ra+Vbemf …(3)
で与えられる。式(2)に、式(1b)、(3)を代入すると、
Vx1=g3×(g1×g2×Idrv×Rs−Idrv×Ra−Vbemf)
…(4)
を得る。後述のキャリブレーションにより、式(4)の右辺の第1項(g1×g2×Idrv×Rs)と第2項(Idrv×Ra)がキャンセルするように、第2増幅器AMP2の増幅率g2が調節される。したがって、キャリブレーションがなされた状態においては、
Vx1=−Vbemf×g3 …(5)
が成り立ち、第3増幅器AMP3によって、VCM1に発生する逆起電圧Vbemfに比例した電圧が生成される。
Idrv×Ra=g1×g2×Idrv×Rs
すなわち、
Ra=g1×g2×Rs
が成り立つため、第3増幅器AMP3の出力として、式(5)で表されるように、駆動電流Idrvに依存しない電圧Vx1を抽出することができる。検出抵抗Rsと内部抵抗Raの比が100倍程度であって、第1増幅器AMP1の増幅率g1を5倍で固定した場合、第2増幅器AMP2の増幅率は、20倍を中心値として調節される。もし、キャリブレーション処理に、第2増幅器AMP2のみを利用する場合、その増幅率g2を100倍を中心値として調節する必要があるが、これに対して、本実施の形態では、増幅率が低く設定される。
増幅率g2が変化することにより、第2増幅器AMP2の出力電圧Vs2が徐々に変化し、ある時点で、Vs2=Vvcmが成り立つ。この時点で、コンパレータとして機能する第3増幅器AMP3の出力は、レベル変化を起こすため、キャリブレーション回路14は、
Idrv×Ra=g1×g2×Idrv×Rs
を成立させる増幅率g2を検出することができる。
Idrv×Ra=g1×g2×Idrv×Rs
を意味するからである。別の実施の形態の回路では、0Vではなく、別の基準電圧と比較されてもよいことは、当業者には容易に理解される。
本実施の形態に係るモータ制御回路100によれば、VCM1に発生する逆起電圧Vbemfに応じた電圧Vx1を好適に生成することができ、リトラクションモードにおいて、逆起電圧Vbemfに応じたVCM1の駆動を実現できる。
第7入力抵抗Ri7は、第2演算増幅器OP2の出力端子と、第3演算増幅器OP3の反転入力端子の間に設けられる。第8入力抵抗Ri8は、VCM1の端子であって、検出抵抗Rsとは反対側の端子34と、第3演算増幅器OP3の非反転入力端子の間に設けられる。第9入力抵抗Ri9は、基準電圧Vrefが現れる端子35と、第3演算増幅器OP3の非反転入力端子の間に設けられる。第3帰還抵抗Rfb3は、第3演算増幅器OP3の出力端子と、その反転入力端子の間に設けられる。
Vx1=−g2×(−Idrv×g1×g2×Rs+Vvcm)+Vref
=−g2×(−Idrv×g1×g2×Rs+Idrv×Ra+Vbemf)
+Vref …(6)
として与えられる。すなわち、第3増幅器AMP3から出力される電圧Vx1は、VCM1の両端に発生するモータ電圧Vvcmと、第1増幅器AMP1、第2増幅器AMP2により増幅された検出電圧Vs2との差電圧に比例した電圧となる。
Vx1=−g2×(−Idrv×g1×g2×Rs+Idrv×Ra)+Vref
…(7)
で与えられる。
−Idrv×g1×g2×Rs+Idrv×Ra=0 …(8)
が成り立つ。このとき、Vx1がVrefをクロスするから、コンパレータ20の出力レベルが反転する。利得制御部22は、コンパレータ20の出力信号レベルが変化すると、増幅率g2のスイープを停止してキャリブレーションを完了する。
また、第1増幅器AMP1と第2増幅器AMP2の構成を、図3のようにすることにより、第2増幅器AMP2の出力電圧Vs2として、検出電圧Vsに比例した電圧を好適に生成することができる。
回路が理想的な状態であれば、2つの基準電圧Vrefは等しいことが望ましい。ところが、現実の回路では、トランジスタや抵抗のばらつきにより、オフセット電圧が発生する。そこで、図3の回路では、オフセット電圧を補正するために、第3増幅器AMP3の基準電圧Vrefを微調節する可変電圧源36を備える。可変電圧源36は、コンパレータ20で使用される基準電圧Vrefに、オフセット電圧Vofsを加算した電圧を、第3演算増幅器OP3に対して出力する。
Claims (11)
- ボイスコイルモータに発生する逆起電圧を検出し、少なくとも当該逆起電圧にもとづいて、前記ボイスコイルモータを駆動する制御回路であって、
前記ボイスコイルモータと直列に接続された検出抵抗と、
前記検出抵抗の両端に発生する検出電圧を増幅する第1増幅器と、
前記第1増幅器の出力電圧にもとづいて、前記ボイスコイルモータを駆動する第1駆動回路と、
前記第1増幅器により増幅された前記検出電圧を、さらに増幅する第2増幅器と、
前記ボイスコイルモータの回転が停止した状態において、前記ボイスコイルモータの両端に発生するモータ電圧が、前記第1、第2増幅器により増幅された前記検出電圧と一致するように、少なくとも前記第2増幅器の増幅率を調節するキャリブレーション回路と、
前記第1、第2増幅器により増幅された前記検出電圧と、前記ボイスコイルモータの両端に発生する前記モータ電圧との差に応じた電圧を、前記逆起電圧として、前記ボイスコイルモータの回転を制御する第2駆動回路と、
を備え、
前記第1駆動回路による駆動と、前記第2駆動回路による駆動とを、動作モードに応じて切り換えることを特徴とする制御回路。 - 前記キャリブレーション回路は、
前記第2増幅器の増幅率をスイープさせる利得制御部と、
前記ボイスコイルモータの両端に発生するモータ電圧に応じた電圧が、前記第1、第2増幅器により増幅された前記検出電圧に応じた電圧と等しくなったことを検出するコンパレータと、
を含み、
前記利得制御部は、前記コンパレータにより2つの電圧が等しくなったことが検出されると、前記第2増幅器の増幅率を固定することを特徴とする請求項1に記載の制御回路。 - 前記第1、第2増幅器により増幅された前記検出電圧を、所定の基準電圧を基準として増幅する第3増幅器をさらに備え、
前記コンパレータは、前記第3増幅器から出力される電圧を、前記所定の基準電圧と比較し、
前記利得制御部は、前記コンパレータの出力が変化した時点で、前記第2増幅器の増幅率を固定することを特徴とする請求項2に記載の制御回路。 - 前記第1、第2増幅器により増幅された前記検出電圧を、所定の第1基準電圧を基準として増幅する第3増幅器をさらに備え、
前記コンパレータは、前記第3増幅器から出力される電圧を、所定の第2基準電圧と比較し、
前記利得制御部は、前記コンパレータの出力が変化した時点で、前記第2増幅器の増幅率を固定し、
前記第3増幅器で使用される前記第1基準電圧および前記コンパレータで使用される前記第2基準電圧の少なくとも一方が調節可能に構成されることを特徴とする請求項2に記載の制御回路。 - 前記第1増幅器は、
前記検出抵抗の一端の電圧を、前記検出抵抗の他端の電圧および所定の基準電圧を分圧した電圧を基準として増幅する第1演算増幅器を含み、
前記第2増幅器は、
前記第1演算増幅器の出力電圧および前記基準電圧を分圧した電圧を、前記基準電圧を基準として増幅する第2演算増幅器を含むことを特徴とする請求項1に記載の制御回路。 - 前記第1増幅器は、
前記第1演算増幅器の反転入力端子と前記検出抵抗の一端の間に設けられた第1入力抵抗と、
前記第1演算増幅器の反転入力端子とその出力端子の間に設けられた第1帰還抵抗と、
前記第1演算増幅器の非反転入力端子と前記検出抵抗の他端の間に設けられた第2入力抵抗と、
前記第1演算増幅器の非反転入力端子と前記基準電圧が現れる端子の間に設けられた第3入力抵抗と、
を含む反転増幅回路であり、
前記第2増幅器は、
前記第2演算増幅器の非反転入力端子と前記第1演算増幅器の出力端子の間に設けられた第4入力抵抗と、
前記第2演算増幅器の非反転入力端子と前記検出抵抗の他端の間に設けられた第5入力抵抗と、
前記第2演算増幅器の反転入力端子と前記基準電圧が現れる端子の間に設けられた第6入力抵抗と、
前記第2演算増幅器の反転入力端子とその出力端子の間に設けられた第2帰還抵抗と、
を含む非反転増幅回路であることを特徴とする請求項5に記載の制御回路。 - 前記第4、第5、第6入力抵抗および前記第2帰還抵抗は、可変抵抗として構成され、
前記キャリブレーション回路は、前記第4、第5、第6入力抵抗および前記第2帰還抵抗の少なくともひとつの抵抗値を変化させることにより、前記第2増幅器の増幅率を調節することを特徴とする請求項6に記載の制御回路。 - 前記キャリブレーション回路は、
前記第4入力抵抗および前記第6入力抵抗の抵抗値を第1抵抗値に設定し、
前記第5入力抵抗および前記第2帰還抵抗の抵抗値は第2抵抗値に設定し、
前記第1、第2抵抗値の少なくとも一方を変化させることを特徴とする請求項7に記載の制御回路。 - ボイスコイルモータに発生する逆起電圧を検出し、少なくとも当該逆起電圧にもとづいて、前記ボイスコイルモータを駆動する制御回路であって、
前記ボイスコイルモータと直列に接続された検出抵抗と、
前記検出抵抗の両端に発生する検出電圧を増幅する第1増幅器と、
前記第1増幅器により増幅された前記検出電圧を、さらに増幅する第2増幅器と、
前記ボイスコイルモータの回転が停止した状態において、前記ボイスコイルモータの両端に発生するモータ電圧が、前記第1、第2増幅器により増幅された前記検出電圧と一致するように、少なくとも前記第2増幅器の増幅率を調節するキャリブレーション回路と、
前記第1、第2増幅器により増幅された前記検出電圧と、前記ボイスコイルモータの両端に発生する前記モータ電圧との差に応じた電圧を、前記逆起電圧として、前記ボイスコイルモータの回転を制御する駆動回路と、
を備えることを特徴とする制御回路。 - 一つの半導体基板上に一体集積化されたことを特徴とする請求項1から9のいずれかに記載の制御回路。
- ディスクから情報を読み出すためのヘッドと、
前記ヘッドの位置を移動させるためのボイスコイルモータと、
前記ボイスコイルモータを駆動する請求項1から9のいずれかに記載の制御回路と、
を備えることを特徴とするディスク装置。
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