JP2014068530A - Disk drive device - Google Patents

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Masaki Yamashita
山下昌樹
Chisako Ota
大田知佐子
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a motor control device which makes it possible to supply necessary driving power to a motor during emergency operation while suppressing the enlargement of a circuit area, and a disk drive device using the motor control device.SOLUTION: During retraction operation, a short-circuit mode and a rectifying mode are alternately repeated. In the short-circuit mode, each terminal (U, V and W) of a spindle motor M1 is short-circuited to a terminal ICOM. In the rectifying mode, back electromotive force of the spindle motor M1 is rectified and output to power supply lines (ISO3V and VGND) while input of power from the power supply lines (ISO3V and VGND) to the spindle motor M1 is blocked.

Description

本発明は、ヘッドの緊急退避機能を備えたハードディスクドライブ装置などのディスク駆動装置とそのモータの制御に用いられるモータ制御装置に関するものである。   The present invention relates to a disk drive device such as a hard disk drive device having an emergency head retracting function and a motor control device used for controlling the motor.

一般にハードディスクドライブ装置は、ディスクを回転させるスピンドルモータ(spindle motor:SPM)と、データの記録・再生を行うヘッドと、ヘッドを先端に取り付けたアームと、アームを動かすボイスコイルモータ(voice coil motor:VCM)を備えている。データの記録・再生が行われる場合、ボイスコイルモータの駆動によってヘッドがディスク上の所望の位置に運ばれる。   2. Description of the Related Art Generally, a hard disk drive device has a spindle motor (SPM) that rotates a disk, a head that records and reproduces data, an arm that has a head attached to a tip, and a voice coil motor that moves the arm. VCM). When data is recorded / reproduced, the head is moved to a desired position on the disk by driving the voice coil motor.

ヘッドとディスクは、回転するディスクの表面付近に生じる空気の流れを利用して微小な距離を保っている。そのため、一般にモバイル機器に搭載されるハードディスクドライブ装置は、両者の衝突を防止する機能を有している。例えば、電源電圧や環境温度、ディスク回転速度などの異常が検出された場合、ランプと呼ばれる安全領域にヘッドを引き込ませる動作(リトラクト:Retract)が実行される。   The head and the disk are kept at a minute distance by utilizing the air flow generated near the surface of the rotating disk. For this reason, a hard disk drive device generally mounted on a mobile device has a function of preventing a collision between the two. For example, when an abnormality such as a power supply voltage, an environmental temperature, or a disk rotation speed is detected, an operation (retract) for drawing the head into a safety area called a lamp is executed.

ランプは、ディスクに近い側から、上りの第1傾斜部分、水平部分、下りの第2傾斜部分を備えている。リトラクトの際、アームが第1傾斜部分を乗り越えて第2傾斜部分の先のパーキングエリアに留まるように、ボイスコイルモータによってアームが動かされる。電源遮断後もリトラクトを行う必要があるため、ボイスコイルモータ用の電源としては、例えば、リトラクト用に予め充電されたキャパシタの電圧や、惰性で回転するスピンドルモータの逆起電力(back electromotive force:BEMF)を整流した電圧が用いられる。   The ramp includes an ascending first inclined portion, a horizontal portion, and a descending second inclined portion from the side close to the disk. During retraction, the arm is moved by the voice coil motor so that the arm climbs over the first slope and stays in the parking area ahead of the second slope. Since it is necessary to perform retraction even after the power is shut off, as a power source for the voice coil motor, for example, a voltage of a capacitor charged in advance for retraction or a back electromotive force (back electromotive force) of a spindle motor rotating by inertia A voltage obtained by rectifying BEMF) is used.

米国特許第7301722号明細書US Pat. No. 7,301,722

ところで、従来のハードディスクドライブ装置では、リトラクト動作の開始時点から終了時点までのボイスコイルモータの制御方法を、予め設定したタイマーの値に応じて切り替えている。そしてこの場合、ボイスコイルモータの駆動に用いる電源の種類(キャパシタの電圧/BEMFの整流電圧)も、予め設定した時間になると自動的に切り替えるようになっている。   By the way, in the conventional hard disk drive device, the control method of the voice coil motor from the start time to the end time of the retraction operation is switched according to a preset timer value. In this case, the type of power source used for driving the voice coil motor (capacitor voltage / BEMF rectified voltage) is also automatically switched at a preset time.

しかしながら、キャパシタ電圧は放電によって低下するため、ボイスコイルモータの電源の切り替えをタイマーの設定値に従って行う場合、条件によっては、その切り替え前にキャパシタ電圧がゼロボルト付近まで低下してしまうことがある。そうすると、一時的にボイスコイルモータのトルクが低下してしまい、アームをランプ側へ引き込む力が弱くなる。このとき、アームがディスク側に動いてしまうと、アームをランプに引き込ませることができなくなる可能性がある。   However, since the capacitor voltage decreases due to discharge, when switching the power source of the voice coil motor according to the set value of the timer, the capacitor voltage may decrease to near zero volts before the switching depending on the conditions. If it does so, the torque of a voice coil motor will fall temporarily and the force which pulls an arm to the lamp side will become weak. At this time, if the arm moves to the disk side, the arm may not be able to be pulled into the lamp.

そこで、従来のハードディスクドライブ装置では、キャパシタ電圧の低下を抑えるためにキャパシタの容量を十分大きくする必要があり、そのため回路面積が大きく部品コストが高いという不利益があった。   Therefore, in the conventional hard disk drive device, it is necessary to sufficiently increase the capacitance of the capacitor in order to suppress the decrease in the capacitor voltage, and there is a disadvantage that the circuit area is large and the component cost is high.

本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、回路面積の増大を抑制しつつ非常動作時にモータへ必要な駆動電力を供給できるモータ制御装置とこれを用いたディスク駆動装置を提供することにある。   The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a motor control device capable of supplying necessary drive power to a motor during an emergency operation while suppressing an increase in circuit area, and a disk drive device using the motor control device. It is to provide.

本発明の第1の観点は、ディスク状記録媒体を回転する第1モータと上記ディスク状記録媒体の情報にアクセスするためのヘッドを動かす第2モータとを、第1電源線及び第2電源線に供給される電力に基づいて制御するモータ制御装置に関する。当該モータ制御装置は、上記第1電源線及び上記第2電源線と上記第1モータの複数の入力端子とを接続する複数のトランジスタを含んだ第1モータ駆動部と、上記ヘッドを安全領域に退避させる非常動作時において、上記第1モータの上記複数の入力端子に生じる逆起電力を上記第1電源線の電圧並びに上記第2電源線の電圧と比較し、当該比較結果に応じて、上記第1電源線及び上記第2電源線から上記第1モータへの電力の入力を阻止するとともに、上記第1モータが発生する逆起電力を整流して上記第1電源線及び上記第2電源線に出力するように上記第1モータ駆動部の各トランジスタを制御する第1モータ制御部とを有する。   According to a first aspect of the present invention, a first motor for rotating a disk-shaped recording medium and a second motor for moving a head for accessing information on the disk-shaped recording medium are provided. The present invention relates to a motor control device that performs control based on electric power supplied to the motor. The motor control device includes: a first motor driving unit including a plurality of transistors that connect the first power supply line and the second power supply line to a plurality of input terminals of the first motor; and the head in a safety region. In the emergency operation to be evacuated, the back electromotive force generated at the plurality of input terminals of the first motor is compared with the voltage of the first power supply line and the voltage of the second power supply line, and according to the comparison result, The first power supply line and the second power supply line are blocked by preventing input of power from the first power supply line and the second power supply line to the first motor, and rectifying the counter electromotive force generated by the first motor. And a first motor control unit that controls each transistor of the first motor driving unit.

好適に、上記第1モータ制御部は、上記非常動作時において、上記第1モータの全ての端子を上記第2電源線に短絡するように上記第1モータ駆動部の各トランジスタを制御する短絡モードと、上記電圧比較結果に応じて、上記第1電源線及び上記第2電源線から上記第1モータへの電力の入力を阻止するとともに、上記第1モータが発生する逆起電力を整流して上記第1電源線及び上記第2電源線に出力するように上記第1モータ駆動部の各トランジスタを制御する整流モードとを交互に繰り返してよい。   Preferably, the first motor control unit controls each transistor of the first motor drive unit so as to short-circuit all terminals of the first motor to the second power supply line during the emergency operation. According to the voltage comparison result, the power input from the first power line and the second power line to the first motor is blocked, and the counter electromotive force generated by the first motor is rectified. The rectification mode for controlling each transistor of the first motor driving unit so as to output to the first power supply line and the second power supply line may be alternately repeated.

好適に、上記第1モータ制御部は、上記第1電源線と上記第2電源線との間に生じる電源電圧が所定のしきい値より低い場合に上記短絡モードと上記整流モードとを交互に繰り返してよい。   Preferably, the first motor control unit alternately switches the short-circuit mode and the rectification mode when a power supply voltage generated between the first power supply line and the second power supply line is lower than a predetermined threshold value. You can repeat it.

好適に、上記第1モータ駆動部は、上記第1モータの上記複数の入力端子と上記第1電源線とを接続する複数の第1トランジスタと、上記第1モータの上記複数の入力端子と上記第2電源線とを接続する複数の第2トランジスタとを含んでよい。上記第1モータ制御部は、上記複数の第1トランジスタの駆動信号を出力する複数の第1トランジスタ駆動回路であって、上記整流モードにおいて、駆動対象の上記第1トランジスタの両端の電圧を比較した結果に応じて当該駆動対象の第1トランジスタの導通状態を制御する駆動信号を出力し、上記短絡モードにおいて、当該駆動対象の第1トランジスタを非導通とする駆動信号を出力する複数の第1トランジスタ駆動回路と、上記複数の第2トランジスタの駆動信号を出力する複数の第2トランジスタ駆動回路であって、上記整流モードにおいて、駆動対象の上記第2トランジスタの両端の電圧を比較した結果に応じて当該駆動対象の第2トランジスタの導通状態を制御する駆動信号を出力し、上記短絡モードにおいて、当該駆動対象の第2トランジスタを非導通とする駆動信号を出力する複数の第2トランジスタ駆動回路とを含んでよい。   Preferably, the first motor driving unit includes a plurality of first transistors that connect the plurality of input terminals of the first motor and the first power supply line, the plurality of input terminals of the first motor, and the A plurality of second transistors connected to the second power supply line may be included. The first motor control unit is a plurality of first transistor drive circuits that output drive signals for the plurality of first transistors, and compares voltages across the first transistors to be driven in the rectification mode. A plurality of first transistors that output a drive signal for controlling the conduction state of the first transistor to be driven according to the result, and that output a drive signal for making the first transistor to be driven non-conductive in the short-circuit mode. A driving circuit and a plurality of second transistor driving circuits that output driving signals for the plurality of second transistors, and according to a result of comparing voltages across the second transistors to be driven in the rectification mode; A drive signal for controlling the conduction state of the second transistor to be driven is output, and in the short circuit mode, the drive target It may include a plurality of second transistor drive circuit for outputting a driving signal to a non-conductive two transistors.

好適に、上記モータ制御装置は、通常動作時において、上記第1電源線及び上記第2電源線から上記第1モータへ電力を供給するように生成された駆動信号群を上記複数の第1トランジスタ及び上記複数の第2トランジスタに入力し、上記非常動作時において、上記複数の第1トランジスタ駆動回路及び上記複数の第2トランジスタ駆動回路により生成された駆動信号群を上記複数の第1トランジスタ及び上記複数の第2トランジスタに入力する信号選択回路を有してよい。   Preferably, the motor control device outputs a drive signal group generated so as to supply power from the first power supply line and the second power supply line to the first motor during the normal operation. And the plurality of first transistors and the plurality of first transistors and the plurality of second transistor drive circuits generated by the first transistor drive circuits and the plurality of second transistor drive circuits during the emergency operation. A signal selection circuit for inputting to the plurality of second transistors may be provided.

好適に、上記モータ制御装置は、上記ヘッドの速度を検出する検出部と、上記第1電源線及び上記第2電源線の電源電圧に基づいて、上記ヘッドを加速又は減速させる極性を持った駆動電圧を生成し、当該生成した駆動電圧を上記第2モータに印加する第2モータ駆動部と、上記非常動作時において、上記ヘッドが所定の速度に近づくように、上記検出部の検出結果に応じて上記駆動電圧の極性と出力タイミングを制御する第2モータ制御部とを有してよい。   Preferably, the motor control device is driven with a polarity for accelerating or decelerating the head based on the detection unit for detecting the speed of the head and the power supply voltages of the first power supply line and the second power supply line. A second motor driving unit that generates a voltage and applies the generated driving voltage to the second motor, and according to a detection result of the detection unit so that the head approaches a predetermined speed during the emergency operation. And a second motor control unit for controlling the polarity and output timing of the drive voltage.

好適に、上記検出部は、上記第2モータ駆動部が上記第2モータに上記駆動電圧を印加していない期間に上記第2モータが発生する逆起電力を検出してよい。   Preferably, the detection unit may detect a counter electromotive force generated by the second motor during a period in which the second motor driving unit does not apply the driving voltage to the second motor.

好適に、上記第1モータ駆動部は、上記第1モータの上記複数の入力端子と上記第1電源線とを接続する複数の第1トランジスタと、上記第1モータの上記複数の入力端子と上記第2電源線とを接続する複数の第2トランジスタとを含んでよい。上記第1モータ制御部は、上記複数の第1トランジスタの駆動信号を出力する複数の第1トランジスタ駆動回路であって、駆動対象の上記第1トランジスタの両端の電圧を比較した結果に応じて当該駆動対象の第1トランジスタの導通状態を制御する駆動信号を出力する複数の第1トランジスタ駆動回路と、上記複数の第2トランジスタの駆動信号を出力する複数の第2トランジスタ駆動回路であって、駆動対象の上記第2トランジスタの両端の電圧を比較した結果に応じて当該駆動対象の第2トランジスタの導通状態を制御する駆動信号を出力する複数の第2トランジスタ駆動回路とを含んでよい。   Preferably, the first motor driving unit includes a plurality of first transistors that connect the plurality of input terminals of the first motor and the first power supply line, the plurality of input terminals of the first motor, and the A plurality of second transistors connected to the second power supply line may be included. The first motor control unit is a plurality of first transistor drive circuits that output drive signals for the plurality of first transistors, and the first motor control unit corresponds to a result of comparing voltages across the first transistors to be driven. A plurality of first transistor drive circuits for outputting a drive signal for controlling a conduction state of a first transistor to be driven; and a plurality of second transistor drive circuits for outputting a drive signal for the plurality of second transistors. And a plurality of second transistor drive circuits that output a drive signal for controlling a conduction state of the second transistor to be driven according to a result of comparing the voltages at both ends of the target second transistor.

好適に、上記モータ制御装置は、上記非常動作時において、上記第1モータの上記複数の入力端子並びに上記第1モータの複数のコイルが共通に接続される共通端子を上記第2電源線に接続する複数の抵抗素子を含んだ抵抗回路を有してよい。   Preferably, in the emergency operation, the motor control device connects the plurality of input terminals of the first motor and a common terminal to which the plurality of coils of the first motor are commonly connected to the second power supply line. There may be provided a resistance circuit including a plurality of resistance elements.

本発明の第2の観点に係るディスク駆動装置は、ディスク状記録媒体を回転する第1モータと、上記ディスク状記録媒体の情報にアクセスするためのヘッドを動かす第2モータと、上記第1の観点に係るモータ制御装置とを有する。   A disk drive device according to a second aspect of the present invention includes a first motor that rotates a disk-shaped recording medium, a second motor that moves a head for accessing information on the disk-shaped recording medium, and the first motor A motor control device according to an aspect.

本発明の第3の観点は、円盤状媒体を回転させる3相DCモータである第1モータの逆起電力を利用して、上記円盤状媒体に対するヘッドを動作させる第2モータを駆動し、上記ヘッドの退避動作を制御する制御回路に関する。この制御回路は、第1のモータ駆動部と、第1のモータ制御部とを有する。上記第1のモータ駆動部は、上記第1モータの第1の端子と第1の電圧供給線との間に接続された第1のトランジスタと、上記第1の端子と第2の電圧供給線との間に接続された第2のトランジスタと、上記第1のモータの第2の端子と上記第1の電圧供給線との間に接続された第3のトランジスタと、上記第2の端子と上記第2の電圧供給線との間に接続された第4のトランジスタと、上記第1のモータの第3の端子と上記第1の電圧供給線との間に接続された第5のトランジスタと、上記第3の端子と上記第2の電圧供給線との間に接続された第6のトランジスタとを含む。上記第1のモータ制御部は、上記ヘッドを退避させるための退避モードにおいて、上記第1の端子の電圧と上記第1の電圧供給線の電圧とを比較して当該比較結果に応じて上記第1のトランジスタの導通状態を制御する第1のトランジスタ駆動回路と、上記第1の端子の電圧と上記第2の電圧供給線の電圧とを比較して当該比較結果に応じて上記第2のトランジスタの導通状態を制御する第2のトランジスタ駆動回路と、上記第2の端子の電圧と上記第1の電圧供給線の電圧とを比較して当該比較結果に応じて上記第3のトランジスタの導通状態を制御する第3のトランジスタ駆動回路と、上記第2の端子の電圧と上記第2の電圧供給線の電圧とを比較して当該比較結果に応じて上記第4のトランジスタの導通状態を制御する第4のトランジスタ駆動回路と、上記第3の端子の電圧と上記第1の電圧供給線の電圧とを比較して当該比較結果に応じて上記第5のトランジスタの導通状態を制御する第5のトランジスタ駆動回路と、上記第3の端子の電圧と上記第2の電圧供給線の電圧とを比較して当該比較結果に応じて上記第6のトランジスタの導通状態を制御する第6のトランジスタ駆動回路とを含む。上記第1のモータ制御部の制御により上記第1の電圧供給線と上記第2の電圧供給線との間に電圧が生成される。   According to a third aspect of the present invention, the second motor that operates the head with respect to the disk-shaped medium is driven using the back electromotive force of the first motor that is a three-phase DC motor that rotates the disk-shaped medium. The present invention relates to a control circuit that controls a retracting operation of a head. The control circuit includes a first motor driving unit and a first motor control unit. The first motor drive unit includes a first transistor connected between a first terminal of the first motor and a first voltage supply line, the first terminal and a second voltage supply line. A second transistor connected between the second motor, a third transistor connected between the second terminal of the first motor and the first voltage supply line, and the second terminal. A fourth transistor connected between the second voltage supply line and a fifth transistor connected between a third terminal of the first motor and the first voltage supply line; And a sixth transistor connected between the third terminal and the second voltage supply line. The first motor control unit compares the voltage of the first terminal with the voltage of the first voltage supply line in the retract mode for retracting the head, and compares the voltage of the first voltage supply line according to the comparison result. A first transistor driving circuit for controlling a conduction state of one transistor, a voltage of the first terminal and a voltage of the second voltage supply line, and the second transistor according to the comparison result A second transistor driving circuit for controlling a conduction state of the second transistor, and comparing the voltage of the second terminal with the voltage of the first voltage supply line, and according to the comparison result, the conduction state of the third transistor A third transistor driving circuit for controlling the voltage, and the voltage of the second terminal and the voltage of the second voltage supply line are compared, and the conduction state of the fourth transistor is controlled according to the comparison result. 4th transition And a fifth transistor drive circuit that compares the voltage of the third terminal and the voltage of the first voltage supply line and controls the conduction state of the fifth transistor according to the comparison result. And a sixth transistor drive circuit that compares the voltage of the third terminal and the voltage of the second voltage supply line and controls the conduction state of the sixth transistor according to the comparison result. . A voltage is generated between the first voltage supply line and the second voltage supply line under the control of the first motor control unit.

好適に、上記制御回路は、上記第1のモータの上記第1、第2及び第3の端子と、上記第1のモータの共通端子と、上記第1又は第2の電圧供給線とに接続される抵抗回路を更に有してよい。上記退避モードにおいて、上記第1、第2及び第3の端子と上記共通端子とを上記第1又は第2の電圧供給線に上記抵抗回路を介して接続する短絡モードと、上記第1乃至第6のトランジスタの導通状態が上記第1のモータ制御部の上記第1乃至第6のトランジスタ駆動回路により制御されて上記第1の電圧供給線と上記第2の電圧供給線との間に電圧が生成される整流モードとが繰り返されてよい。   Preferably, the control circuit is connected to the first, second and third terminals of the first motor, a common terminal of the first motor, and the first or second voltage supply line. It may further include a resistance circuit. In the save mode, the first, second and third terminals and the common terminal are connected to the first or second voltage supply line via the resistor circuit, and the first to second terminals are connected. 6 is controlled by the first to sixth transistor drive circuits of the first motor control unit so that a voltage is generated between the first voltage supply line and the second voltage supply line. The generated commutation mode may be repeated.

好適に、上記制御回路は、上記第1の電圧供給線と上記第2の電圧供給線との間に接続されたコンデンサと、上記コンデンサの電圧を検知する電圧検知回路とを更に有してよい。上記退避モードにおいて、上記電圧検知回路が上記コンデンサの電圧が所定の値以下であることを検知すると、上記第1のモータ制御部が上記第1乃至第6のトランジスタの導通状態を制御して上記第1の電圧供給線と上記第2の電圧供給線との間に電圧が生成されてよい。   Preferably, the control circuit may further include a capacitor connected between the first voltage supply line and the second voltage supply line, and a voltage detection circuit for detecting the voltage of the capacitor. . In the save mode, when the voltage detection circuit detects that the voltage of the capacitor is equal to or lower than a predetermined value, the first motor control unit controls the conduction state of the first to sixth transistors to A voltage may be generated between the first voltage supply line and the second voltage supply line.

本発明によれば、回路面積の増大を抑制しつつ非常動作時にモータへ必要な駆動電力を供給できる。   According to the present invention, it is possible to supply necessary driving power to a motor during an emergency operation while suppressing an increase in circuit area.

本発明の実施形態に係るディスク駆動装置の構成の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of a structure of the disk drive device which concerns on embodiment of this invention. 図1に示すディスク駆動装置において、スピンドルモータの駆動と制御に関わる部分の回路構成の一例を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing an example of a circuit configuration of a portion related to driving and control of a spindle motor in the disk drive device shown in FIG. 1. 図1に示すディスク駆動装置において、ボイスコイルモータの駆動と制御に関わる部分の回路構成の一例を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing an example of a circuit configuration of a portion related to driving and control of a voice coil motor in the disk drive device shown in FIG. 1. 図1に示すディスク駆動装置において、ボイスコイルモータとスピンドルモータの駆動に関わる回路の要部を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing a main part of a circuit related to driving of a voice coil motor and a spindle motor in the disk drive device shown in FIG. 1. リトラクト動作時における駆動電力供給用のキャパシタの電圧と電源線の電圧の変化を例示する図である。It is a figure which illustrates the change of the voltage of the capacitor for the drive electric power supply at the time of a retraction operation | movement, and the voltage of a power supply line. 一定時間が経過するまでスピンドルモータの逆起電力の整流を行わないようにした場合を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the case where rectification | straightening of the counter electromotive force of a spindle motor is not performed until fixed time passes. 第1の整流方法における駆動電力供給用のキャパシタの電圧、電源線の電圧、及び、スピンドルモータの端子電圧のシミュレーション波形の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the simulation waveform of the voltage of the capacitor for the drive electric power supply in a 1st rectification | straightening method, the voltage of a power supply line, and the terminal voltage of a spindle motor. 第2の整流方法における駆動電力供給用のキャパシタの電圧、電源線の電圧、及び、スピンドルモータの端子電圧のシミュレーション波形の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the simulation waveform of the voltage of the capacitor for the drive electric power supply in the 2nd rectification | straightening method, the voltage of a power supply line, and the terminal voltage of a spindle motor.

図1は、本発明の実施形態に係るディスク駆動装置の構成の一例を示す図である。
図1に示すディスク駆動装置は、スピンドルモータM1と、ボイスコイルモータM2と、モータ駆動部10,30と、リトラクトダンピング抵抗部12と、トランジスタ駆動部20,22,40,42と、信号選択回路24,44と、リトラクト制御部50と、クロック発生回路51と、トランジスタ駆動回路52,53と、アナログ−デジタル変換回路54と、チャージポンプ回路61と、レギュレータ回路62,63と、クランプ回路64と、スイッチSW1,SW2と、トランジスタTr1,Tr2と、キャパシタC10〜C12と、ダイオードD1と、抵抗RGを有する。
FIG. 1 is a diagram showing an example of the configuration of a disk drive device according to an embodiment of the present invention.
1 includes a spindle motor M1, a voice coil motor M2, motor drive units 10 and 30, a retract damping resistor unit 12, transistor drive units 20, 22, 40, and 42, and a signal selection circuit. 24, 44, retract control unit 50, clock generation circuit 51, transistor drive circuits 52, 53, analog-digital conversion circuit 54, charge pump circuit 61, regulator circuits 62, 63, clamp circuit 64, , Switches SW1 and SW2, transistors Tr1 and Tr2, capacitors C10 to C12, a diode D1, and a resistor RG.

スピンドルモータM1は、本発明における第1モータの一例である。
ボイスコイルモータM2は、本発明における第2モータの一例である。
モータ駆動部10は、本発明における第1モータ駆動部の一例である。
トランジスタ駆動部20及びリトラクト制御部50を含む回路は、本発明における第1モータ制御部の一例である。
信号選択回路24は、本発明における信号選択回路の一例である。
アナログ−デジタル変換回路54は、本発明における検出部の一例である。
モータ駆動部30は、本発明における第2モータ駆動部の一例である。
トランジスタ駆動部40及びリトラクト制御部50を含む回路は、本発明における第2モータ制御部の一例である。
リトラクトダンピング抵抗部は、本発明における抵抗回路の一例である。
The spindle motor M1 is an example of a first motor in the present invention.
The voice coil motor M2 is an example of a second motor in the present invention.
The motor drive unit 10 is an example of a first motor drive unit in the present invention.
The circuit including the transistor drive unit 20 and the retract control unit 50 is an example of a first motor control unit in the present invention.
The signal selection circuit 24 is an example of a signal selection circuit in the present invention.
The analog-digital conversion circuit 54 is an example of a detection unit in the present invention.
The motor drive unit 30 is an example of a second motor drive unit in the present invention.
The circuit including the transistor drive unit 40 and the retract control unit 50 is an example of a second motor control unit in the present invention.
The retract damping resistance unit is an example of a resistance circuit in the present invention.

まず、図1に示すディスク駆動装置において、スピンドルモータM1の駆動と制御に関わる部分の回路について、図2を参照して説明する。   First, in the disk drive device shown in FIG. 1, a circuit related to the drive and control of the spindle motor M1 will be described with reference to FIG.

スピンドルモータM1は、磁気ディスク等のディスク状記録媒体を回転するモータであり、例えば三相駆動式のDCモータである。
スピンドルモータM1は、例えば図2に示すように、3つのコイルLU,LV,LWを有する。コイルLU,LV,LWの一端は、共通端子P1に接続される。コイルLUの他端は端子Uに接続され、コイルLVの他端は端子Vに接続され、コイルLWの他端は端子Wに接続される。
The spindle motor M1 is a motor that rotates a disk-shaped recording medium such as a magnetic disk, and is, for example, a three-phase drive type DC motor.
For example, as shown in FIG. 2, the spindle motor M1 has three coils LU, LV, and LW. One ends of the coils LU, LV, and LW are connected to the common terminal P1. The other end of the coil LU is connected to the terminal U, the other end of the coil LV is connected to the terminal V, and the other end of the coil LW is connected to the terminal W.

モータ駆動部10は、電源線(ISO3V,VGND)から供給される電力に基づいてスピンドルモータM1を駆動する。スピンドルモータM1は、直接的には、電源線ISO3Vと、抵抗RGを介して電源線VGNDに接続された電源線ICOMとの間の電圧で駆動される。   The motor drive unit 10 drives the spindle motor M1 based on the power supplied from the power supply lines (ISO3V, VGND). The spindle motor M1 is directly driven by a voltage between the power supply line ISO3V and the power supply line ICOM connected to the power supply line VGND via the resistor RG.

モータ駆動部10は、例えば図2に示すように、n型MOSFET等のトランジスタTr11〜Tr16を有する。トランジスタTr11〜Tr16は、後述する信号選択回路24を介して入力されるゲート駆動信号に応じて、端子U,V,Wと電源線ISO3V又は端子ICOMとの間の電流経路を制御する。端子ICOMは、微少な抵抗値の電流検出用抵抗RGを介してグランド線VGNDに短絡されている。   The motor drive unit 10 includes transistors Tr11 to Tr16 such as n-type MOSFETs as shown in FIG. The transistors Tr11 to Tr16 control a current path between the terminals U, V, and W and the power supply line ISO3V or the terminal ICOM in accordance with a gate drive signal input through a signal selection circuit 24 described later. The terminal ICOM is short-circuited to the ground line VGND via a current detection resistor RG having a very small resistance value.

トランジスタTr11は、端子Uと電源線ISO3Vとを接続する経路に設けられる。トランジスタTr12は、端子Uと端子ICOMとを接続する経路に設けられる。トランジスタTr13は、端子Vと電源線ISO3Vとを接続する経路に設けられる。トランジスタTr14は、端子Vと端子ICOMとを接続する経路に設けられる。トランジスタTr15は、端子Wと電源線ISO3Vとを接続する経路に設けられる。トランジスタTr16は、端子Wと端子ICOMとを接続する経路に設けられる。
なお、トランジスタTr11,Tr13,Tr15は本発明における第1トランジスタの一例であり、トランジスタTr12,Tr14,Tr16は本発明における第2トランジスタの一例である。
The transistor Tr11 is provided in a path connecting the terminal U and the power supply line ISO3V. The transistor Tr12 is provided in a path connecting the terminal U and the terminal ICOM. The transistor Tr13 is provided in a path connecting the terminal V and the power supply line ISO3V. The transistor Tr14 is provided in a path connecting the terminal V and the terminal ICOM. The transistor Tr15 is provided in a path connecting the terminal W and the power supply line ISO3V. The transistor Tr16 is provided in a path connecting the terminal W and the terminal ICOM.
The transistors Tr11, Tr13, Tr15 are examples of the first transistor in the present invention, and the transistors Tr12, Tr14, Tr16 are examples of the second transistor in the present invention.

トランジスタ駆動部20は、ヘッドを安全領域に退避させるリトラクト動作時において、リトラクト制御部50の制御に従ってトランジスタTr11〜Tr16の各ゲートに与える駆動信号を出力する。
例えば、トランジスタ駆動部20は、スピンドルモータM1の逆起電力を整流し、その整流電圧を電源線(ISO3V,VGND(又はICOM))へ出力するようにトランジスタTr11〜Tr16を制御するモード(整流モード)と、スピンドルモータM1の全ての入力端子(U,V,W)を端子ICOMに短絡するモード(短絡モード)とをリトラクト制御部50の制御信号に従って切り替える。
The transistor drive unit 20 outputs a drive signal to be applied to each gate of the transistors Tr11 to Tr16 according to the control of the retract control unit 50 during the retract operation for retracting the head to the safe area.
For example, the transistor drive unit 20 rectifies the counter electromotive force of the spindle motor M1, and controls the transistors Tr11 to Tr16 so as to output the rectified voltage to the power supply line (ISO3V, VGND (or ICOM)) (rectification mode). ) And a mode in which all input terminals (U, V, W) of the spindle motor M1 are short-circuited to the terminal ICOM (short-circuit mode) are switched according to the control signal of the retract control unit 50.

トランジスタ駆動部20が整流モードに設定される場合、スピンドルモータM1の逆起電力を整流した電圧が電源線(ISO3V,VGND)に出力される。
一方、トランジスタ駆動部20が短絡モードに設定される場合、スピンドルモータM1の各コイル(LU,LV,LW)には、逆起電力をコイルの導線抵抗によって短絡した電流が流れる。短絡モードが解除されて整流モードに設定されると、各コイルに流れる電流に応じたサージ電圧が発生し、そのサージ電圧が整流されて電源線(ISO3V,VGND)に出力されるため、整流モード時より高い電圧が電源線(ISO3V,VGND)に出力される。
When the transistor drive unit 20 is set to the rectification mode, a voltage obtained by rectifying the counter electromotive force of the spindle motor M1 is output to the power supply line (ISO3V, VGND).
On the other hand, when the transistor drive unit 20 is set to the short circuit mode, a current in which the back electromotive force is short-circuited by the coil resistance of the coil flows through each coil (LU, LV, LW) of the spindle motor M1. When the short-circuit mode is canceled and the rectification mode is set, a surge voltage corresponding to the current flowing in each coil is generated, and the surge voltage is rectified and output to the power supply line (ISO3V, VGND). A voltage higher than the time is output to the power supply lines (ISO3V, VGND).

トランジスタ駆動部20は、例えば図2に示すように、ゲート駆動回路201〜206を有する。
ゲート駆動回路201は、トランジスタTr11のゲートに与える駆動信号を出力する。ゲート駆動回路202は、トランジスタTr12のゲートに与える駆動信号を出力する。ゲート駆動回路203は、トランジスタTr13のゲートに与える駆動信号を出力する。ゲート駆動回路204は、トランジスタTr14のゲートに与える駆動信号を出力する。ゲート駆動回路205は、トランジスタTr15のゲートに与える駆動信号を出力する。ゲート駆動回路206は、トランジスタTr16のゲートに与える駆動信号を出力する。
The transistor drive unit 20 includes gate drive circuits 201 to 206 as shown in FIG.
The gate drive circuit 201 outputs a drive signal applied to the gate of the transistor Tr11. The gate drive circuit 202 outputs a drive signal applied to the gate of the transistor Tr12. The gate drive circuit 203 outputs a drive signal applied to the gate of the transistor Tr13. The gate drive circuit 204 outputs a drive signal applied to the gate of the transistor Tr14. The gate drive circuit 205 outputs a drive signal applied to the gate of the transistor Tr15. The gate drive circuit 206 outputs a drive signal applied to the gate of the transistor Tr16.

整流モードにおいて、ゲート駆動回路201〜206は、スピンドルモータM1の端子U,V,Wに生じる逆起電力と、電源線ISO3Vの電圧又は端子ICOMの電圧とを比較する。そしてゲート駆動回路201〜206は、その電圧比較結果に応じて、電源線(ISO3V,VGND)からスピンドルモータM1への電力の入力を阻止しつつ、スピンドルモータM1が発生する起電力を整流して電源線(ISO3V,VGND)に出力するように、トランジスタTr11〜Tr16の導通/非導通状態をリニアに制御する駆動信号を出力する。
すなわち、ゲート駆動回路201,203,205は、駆動対象のトランジスタ(Tr11,Tr13,Tr15)の両端の電圧を比較し、スピンドルモータM1の端子(U,V,W)の電圧が電源線ISO3Vの電圧より高い場合にはその電圧差に応じて当該トランジスタの導通状態を制御する駆動信号を出力し、逆の場合には当該トランジスタを非導通とする駆動信号を出力する。
また、ゲート駆動回路202,204,206は、駆動対象のトランジスタ(Tr12,Tr14,Tr16)の両端の電圧を比較し、スピンドルモータM1の端子(U,V,W)の電圧が端子ICOMの電圧より低い場合にはその電圧差に応じて当該トランジスタの導通状態を制御する駆動信号を出力し、逆の場合には当該トランジスタを非導通とする駆動信号を出力する。
In the rectification mode, the gate drive circuits 201 to 206 compare the counter electromotive force generated at the terminals U, V, and W of the spindle motor M1 with the voltage of the power supply line ISO3V or the voltage of the terminal ICOM. The gate drive circuits 201 to 206 rectify the electromotive force generated by the spindle motor M1 while blocking the input of power from the power supply lines (ISO3V, VGND) to the spindle motor M1 according to the voltage comparison result. A drive signal for linearly controlling the conduction / non-conduction state of the transistors Tr11 to Tr16 is outputted so as to be outputted to the power supply lines (ISO3V, VGND).
That is, the gate drive circuits 201, 203, and 205 compare the voltages at both ends of the transistors to be driven (Tr11, Tr13, Tr15), and the voltage at the terminal (U, V, W) of the spindle motor M1 is the power supply line ISO3V. When the voltage is higher than the voltage, a drive signal for controlling the conduction state of the transistor is output according to the voltage difference. When the voltage is opposite, a drive signal for turning the transistor off is output.
The gate drive circuits 202, 204, and 206 compare the voltages at both ends of the transistors to be driven (Tr12, Tr14, and Tr16), and the voltage at the terminals (U, V, W) of the spindle motor M1 is the voltage at the terminal ICOM. When the voltage is lower, a drive signal for controlling the conduction state of the transistor is output according to the voltage difference. When the voltage is lower, a drive signal for turning the transistor off is output.

上記のように、整流モードにおいては、トランジスタTr11〜Tr16とゲート駆動回路201〜206の各ペアによって構成される回路は、電圧値(抵抗値)が制御される整流回路として機能する。   As described above, in the rectification mode, the circuit configured by each pair of the transistors Tr11 to Tr16 and the gate drive circuits 201 to 206 functions as a rectification circuit in which the voltage value (resistance value) is controlled.

一方、短絡モードにおいて、ゲート駆動回路201、203,205は、駆動対象のトランジスタ(Tr11,Tr13,Tr15)を非導通とする駆動信号を出力する。また、ゲート駆動回路202、204,206は、駆動対象のトランジスタ(Tr12,Tr14,Tr16)を導通とする駆動信号を出力する。これにより、スピンドルモータM1の3つの端子(U,V,W)が端子ICOMに接続される。   On the other hand, in the short circuit mode, the gate drive circuits 201, 203, and 205 output drive signals that turn off the transistors to be driven (Tr11, Tr13, Tr15). Further, the gate drive circuits 202, 204, and 206 output drive signals that turn on the transistors to be driven (Tr12, Tr14, Tr16). As a result, the three terminals (U, V, W) of the spindle motor M1 are connected to the terminal ICOM.

ゲート駆動回路201〜206は、例えば、整流モードにおいて入力信号の比較結果(比較電圧の電圧差)に応じたゲート制御信号を出力するレギュレーションアンプとして機能する。   The gate drive circuits 201 to 206 function as, for example, a regulation amplifier that outputs a gate control signal corresponding to a comparison result of input signals (voltage difference of comparison voltages) in the rectification mode.

トランジスタ駆動部22は、通常動作時において、図示しない制御部の制御信号に応じてトランジスタTr11〜Tr16の駆動信号を出力する。トランジスタ駆動部22の駆動信号に応じてトランジスタTr11〜Tr16がオンオフすることにより、電源線(ISO3V,VGND)からスピンドルモータM1へ電力が供給され、スピンドルモータM1が回転する。   The transistor drive unit 22 outputs drive signals for the transistors Tr11 to Tr16 in accordance with a control signal from a control unit (not shown) during normal operation. When the transistors Tr11 to Tr16 are turned on / off according to the drive signal of the transistor drive unit 22, power is supplied from the power supply lines (ISO3V, VGND) to the spindle motor M1, and the spindle motor M1 rotates.

信号選択回路24は、通常動作時において、トランジスタ駆動部22により生成された駆動信号S11〜S16をモータ駆動部10のトランジスタTr11〜Tr16に入力し、リトラクト動作時においては、トランジスタ駆動部20のゲート駆動回路201〜206により生成された駆動信号をトランジスタTr11〜Tr16に入力する。
信号選択回路24は、例えば図2に示すように、スイッチSW11〜SW16を有する。スイッチSW11は、ゲート駆動回路201の駆動信号又はトランジスタ駆動部22の駆動信号S11をトランジスタTr11のゲートに入力する。スイッチSW12は、ゲート駆動回路202の駆動信号又はトランジスタ駆動部22の駆動信号S12をトランジスタTr12のゲートに入力する。スイッチSW13は、トランジスタ駆動回路203の駆動信号又はトランジスタ駆動部22の駆動信号S13をトランジスタTr13のゲートに入力する。スイッチSW14は、ゲート駆動回路204の駆動信号又はトランジスタ駆動部22の駆動信号S14をトランジスタTr14のゲートに入力する。スイッチSW15は、ゲート駆動回路205の駆動信号又はトランジスタ駆動部22の駆動信号S15をトランジスタTr15のゲートに入力する。スイッチSW16は、ゲート駆動回路205の駆動信号又はトランジスタ駆動部22の駆動信号S16をトランジスタTr16のゲートに入力する。
The signal selection circuit 24 inputs drive signals S11 to S16 generated by the transistor drive unit 22 to the transistors Tr11 to Tr16 of the motor drive unit 10 during normal operation, and the gate of the transistor drive unit 20 during retract operation. The drive signals generated by the drive circuits 201 to 206 are input to the transistors Tr11 to Tr16.
The signal selection circuit 24 includes switches SW11 to SW16, for example, as shown in FIG. The switch SW11 inputs the drive signal of the gate drive circuit 201 or the drive signal S11 of the transistor drive unit 22 to the gate of the transistor Tr11. The switch SW12 inputs the drive signal of the gate drive circuit 202 or the drive signal S12 of the transistor drive unit 22 to the gate of the transistor Tr12. The switch SW13 inputs the drive signal of the transistor drive circuit 203 or the drive signal S13 of the transistor drive unit 22 to the gate of the transistor Tr13. The switch SW14 inputs the drive signal of the gate drive circuit 204 or the drive signal S14 of the transistor drive unit 22 to the gate of the transistor Tr14. The switch SW15 inputs the drive signal of the gate drive circuit 205 or the drive signal S15 of the transistor drive unit 22 to the gate of the transistor Tr15. The switch SW16 inputs the drive signal of the gate drive circuit 205 or the drive signal S16 of the transistor drive unit 22 to the gate of the transistor Tr16.

リトラクトダンピング抵抗部12は、リトラクト動作においてスピンドルモータM1の逆起電力を整流する際に生じるスパイク電圧を抑制するための電流経路を形成する。すなわち、リトラクトダンピング抵抗部12は、リトラクト動作時にコイルLU,LV,LWの端子U,V,Wと共通端子P1とを接続する抵抗回路を形成することによって、トランジスタTr11〜Tr16がオンからオフへ切り替えられる際にコイルLU,LV,LWに発生するスパイク電圧を抑制する。   The retract damping resistor unit 12 forms a current path for suppressing a spike voltage generated when the back electromotive force of the spindle motor M1 is rectified in the retract operation. That is, the retract damping resistor unit 12 forms a resistor circuit that connects the terminals U, V, and W of the coils LU, LV, and LW and the common terminal P1 during the retract operation, so that the transistors Tr11 to Tr16 are turned from on to off. The spike voltage generated in the coils LU, LV, and LW when switching is suppressed.

リトラクトダンピング抵抗部12は、例えば図2に示すように、一方の端子が共通のノードに接続された抵抗R1,R2,R3と、この共通ノードと端子ICOMとの間に直列に接続された抵抗R4及びR5を有する。
抵抗R1の他方の端子は、スイッチ回路SW3を介して端子Uに接続される。抵抗R2の他方の端子は、スイッチSW3を介して端子Vに接続される。抵抗R3の他方の端子は、スイッチSW3を介して端子Wに接続される。抵抗R4とR5の接続ノードは、スイッチSW3を介して、共通端子P1に接続される。
For example, as shown in FIG. 2, the retract damping resistor 12 includes resistors R1, R2, and R3 having one terminal connected to a common node, and a resistor connected in series between the common node and the terminal ICOM. R4 and R5.
The other terminal of the resistor R1 is connected to the terminal U through the switch circuit SW3. The other terminal of the resistor R2 is connected to the terminal V via the switch SW3. The other terminal of the resistor R3 is connected to the terminal W through the switch SW3. A connection node between the resistors R4 and R5 is connected to the common terminal P1 through the switch SW3.

スイッチSW3は、リトラクト動作時において、制御部50の制御信号に応じてオンする複数のスイッチを含む。スイッチSW3の各スイッチがオンすると、スピンドルモータM1の端子U,V,Wから抵抗R1〜R4を介して共通端子P1に流れる電流の経路が形成される。この電流路は、整流動作に伴って各コイルLU,LV,LWと電源線ISO3Vとの接続がオンからオフに切り替えられたときに各コイルLU,LV,LWに生じるスパイク電圧を削減するため、端子U,V,Wから共通端子P1へ電流を引き込む。
例えば、オン状態のトランジスタTr11を介してコイルLUから電源線ISO3Vに電流が流れているとき、端子Uの電圧が低下してトランジスタTr11がオフ状態になると、端子UにはコイルLUの逆起電力に起因するスパイク電圧が発生する。このとき、端子U、スイッチSW3、抵抗R1、抵抗R4、スイッチSW3、端子P1の経路で電流が流れることで、上記のスパイク電圧が抑制される。他の端子V、Wに発生するスパイク電圧も、端子Uの場合と同様に、リトラクトダンピング抵抗部34により抑制される。
The switch SW3 includes a plurality of switches that are turned on in response to a control signal from the control unit 50 during the retraction operation. When each switch of the switch SW3 is turned on, a path of current flowing from the terminals U, V, W of the spindle motor M1 to the common terminal P1 via the resistors R1 to R4 is formed. This current path reduces the spike voltage generated in each coil LU, LV, LW when the connection between each coil LU, LV, LW and the power supply line ISO3V is switched from on to off in accordance with the rectification operation. Current is drawn from the terminals U, V, W to the common terminal P1.
For example, when a current flows from the coil LU to the power supply line ISO3V through the transistor Tr11 in the on state, when the voltage at the terminal U decreases and the transistor Tr11 is in the off state, the terminal U has a counter electromotive force of the coil LU. A spike voltage is generated due to. At this time, the spike voltage is suppressed by the current flowing through the path of the terminal U, the switch SW3, the resistor R1, the resistor R4, the switch SW3, and the terminal P1. Similarly to the case of the terminal U, spike voltages generated at the other terminals V and W are also suppressed by the retract damping resistance unit 34.

次に、図1に示すディスク駆動装置において、ボイスコイルモータM2の駆動と制御に関わる部分の回路について、図3を参照して説明する。   Next, in the disk drive device shown in FIG. 1, circuits related to the drive and control of the voice coil motor M2 will be described with reference to FIG.

ボイスコイルモータM2は、ディスク状記録媒体の読み出し・書き込み用のヘッドが搭載されたアームを前進・後退させる。ボイスコイルモータM2は、端子VCA,VCBに印加される電圧に応じて動作する。   The voice coil motor M2 advances and retracts an arm on which a read / write head for a disk-shaped recording medium is mounted. The voice coil motor M2 operates according to the voltage applied to the terminals VCA and VCB.

モータ駆動部30は、電源線(ISO3V,VGND)に供給される電力に基づいてボイスコイルモータM2を駆動する。   The motor drive unit 30 drives the voice coil motor M2 based on the power supplied to the power supply lines (ISO3V, VGND).

モータ駆動部30は、例えば図3に示すように、n型MOSFET等のトランジスタTr21〜Tr24を有する。トランジスタTr21〜Tr24は、後述する信号選択回路44を介して入力されるゲート駆動信号に応じて、端子VCA,VCBを電源線ISO3V又はグランド線VGNDに接続する。   The motor drive unit 30 includes transistors Tr21 to Tr24 such as n-type MOSFETs as shown in FIG. 3, for example. The transistors Tr21 to Tr24 connect the terminals VCA and VCB to the power supply line ISO3V or the ground line VGND according to a gate drive signal input through a signal selection circuit 44 described later.

トランジスタTr21は、端子VCAと電源線ISO3Vとを接続する経路に設けられる。トランジスタTr22は、端子VCAとグランド線VGNDとを接続する経路に設けられる。トランジスタTr23は、端子VCBと電源線ISO3Vとを接続する経路に設けられる。トランジスタTr24は、端子VCBとグランド線VGNDとを接続する経路に設けられる。   The transistor Tr21 is provided in a path connecting the terminal VCA and the power supply line ISO3V. The transistor Tr22 is provided in a path connecting the terminal VCA and the ground line VGND. The transistor Tr23 is provided in a path connecting the terminal VCB and the power supply line ISO3V. The transistor Tr24 is provided in a path connecting the terminal VCB and the ground line VGND.

トランジスタ駆動部40は、リトラクト動作時において、リトラクト制御部50の制御に従って、トランジスタTr21〜Tr24の各ゲートに与える駆動信号を出力する。トランジスタ駆動部40の駆動信号に応じてトランジスタTr21〜Tr24がオンオフすることにより、電源線(ISO3V,VGND)からボイスコイルモータM2へ電力が供給され、ボイスコイルモータM2がアームを退避方向へ移動させる。
トランジスタ駆動部40は、例えば図3に示すように、ゲート駆動回路401〜404を有する。ゲート駆動回路401は、トランジスタTr21のゲートに与える駆動信号を出力する。ゲート駆動回路402は、トランジスタTr22のゲートに与える駆動信号を出力する。ゲート駆動回路403は、トランジスタTr23のゲートに与える駆動信号を出力する。ゲート駆動回路404は、トランジスタTr24のゲートに与える駆動信号を出力する。
The transistor drive unit 40 outputs drive signals to be applied to the gates of the transistors Tr21 to Tr24 according to the control of the retract control unit 50 during the retraction operation. When the transistors Tr21 to Tr24 are turned on / off according to the drive signal of the transistor drive unit 40, power is supplied from the power lines (ISO3V, VGND) to the voice coil motor M2, and the voice coil motor M2 moves the arm in the retracting direction. .
For example, as illustrated in FIG. 3, the transistor driving unit 40 includes gate driving circuits 401 to 404. The gate drive circuit 401 outputs a drive signal applied to the gate of the transistor Tr21. The gate drive circuit 402 outputs a drive signal applied to the gate of the transistor Tr22. The gate drive circuit 403 outputs a drive signal applied to the gate of the transistor Tr23. The gate drive circuit 404 outputs a drive signal applied to the gate of the transistor Tr24.

トランジスタ駆動部42は、通常動作時において、図示しない制御部の制御信号に応じてトランジスタT21〜Tr24の駆動信号を出力する。トランジスタ駆動部42の駆動信号に応じてトランジスタTr21〜Tr24がオンオフすることにより、電源線(ISO3V,VGND)からボイスコイルモータM2へ電力が供給され、ボイスコイルモータM2がアームを前進・後退させる。   The transistor drive unit 42 outputs drive signals for the transistors T21 to Tr24 in accordance with a control signal from a control unit (not shown) during normal operation. When the transistors Tr21 to Tr24 are turned on / off according to the drive signal of the transistor drive unit 42, power is supplied from the power lines (ISO3V, VGND) to the voice coil motor M2, and the voice coil motor M2 moves the arm forward and backward.

信号選択回路44は、通常動作時において、トランジスタ駆動部42により生成された駆動信号S21〜S24をモータ駆動部30のトランジスタTr21〜Tr24に入力し、リトラクト動作時においては、トランジスタ駆動部40のゲート駆動回路401〜404により生成された駆動信号をトランジスタTr21〜Tr24に入力する。
信号選択回路44は、例えば図3に示すように、スイッチSW21〜SW24を有する。スイッチSW21は、ゲート駆動回路401の駆動信号又はトランジスタ駆動部42の駆動信号S21をトランジスタTr21のゲートに入力する。スイッチSW22は、ゲート駆動回路402の駆動信号又はトランジスタ駆動部42の駆動信号S22をトランジスタTr22のゲートに入力する。スイッチSW23は、ゲート駆動回路403の駆動信号又はトランジスタ駆動部42の駆動信号S23をトランジスタTr23のゲートに入力する。スイッチSW24は、ゲート駆動回路404の駆動信号又はトランジスタ駆動部42の駆動信号S24をトランジスタTr24のゲートに入力する。
The signal selection circuit 44 inputs the drive signals S21 to S24 generated by the transistor drive unit 42 to the transistors Tr21 to Tr24 of the motor drive unit 30 during the normal operation, and the gate of the transistor drive unit 40 during the retract operation. The drive signals generated by the drive circuits 401 to 404 are input to the transistors Tr21 to Tr24.
The signal selection circuit 44 includes switches SW21 to SW24, for example, as shown in FIG. The switch SW21 inputs the drive signal of the gate drive circuit 401 or the drive signal S21 of the transistor drive unit 42 to the gate of the transistor Tr21. The switch SW22 inputs the drive signal of the gate drive circuit 402 or the drive signal S22 of the transistor drive unit 42 to the gate of the transistor Tr22. The switch SW23 inputs the drive signal of the gate drive circuit 403 or the drive signal S23 of the transistor drive unit 42 to the gate of the transistor Tr23. The switch SW24 inputs the drive signal of the gate drive circuit 404 or the drive signal S24 of the transistor drive unit 42 to the gate of the transistor Tr24.

アナログ−デジタル変換回路54は、電源線(ISO3V,VGND)からボイスコイルモータM2への駆動電圧の供給が停止される期間において、端子VCAと端子VCBの間の電圧を入力し、そのサンプルホールドした電圧をデジタル値に変換してリトラクト制御部50に出力する。スイッチSW2は、端子VCBとアナログ−デジタル変換回路54の入力端子とを接続する。   The analog-digital conversion circuit 54 inputs the voltage between the terminal VCA and the terminal VCB during the period in which the supply of the drive voltage from the power supply line (ISO3V, VGND) to the voice coil motor M2 is stopped, and samples and holds the voltage. The voltage is converted into a digital value and output to the retract control unit 50. The switch SW2 connects the terminal VCB and the input terminal of the analog-digital conversion circuit 54.

アナログ−デジタル変換回路54は、トランジスタTr21,Tr23,Tr24がオフ状態、トランジスタTr22がオン状態、スイッチSW2がオン状態のときに、ボイスコイルモータM2に生じる逆起電力を入力してデジタル値に変換する。この逆起電力は、ボイスコイルモータM2によるアームの駆動速度に応じた大きさを持つ。
ここで、トランジスタTr21〜Tr24の動作はリトラクト制御部50によって制御されており、スイッチSW2もリトラクト制御部50からの制御信号によってオン/オフ制御される。後述するように、トランジスタTr21〜Tr24は、ボイスコイルモータM2への駆動電圧の供給とアナログ−デジタル変換回路54による逆起電力の測定とを繰り返しながら、アームの速度が所定範囲に収まるようにリトラクト制御部50によって制御される。
The analog-digital conversion circuit 54 inputs back electromotive force generated in the voice coil motor M2 when the transistors Tr21, Tr23, Tr24 are off, the transistor Tr22 is on, and the switch SW2 is on, and converts them into digital values. To do. This counter electromotive force has a magnitude corresponding to the arm driving speed by the voice coil motor M2.
Here, the operations of the transistors Tr21 to Tr24 are controlled by the retract controller 50, and the switch SW2 is also controlled to be turned on / off by a control signal from the retract controller 50. As will be described later, the transistors Tr21 to Tr24 are retracted so that the arm speed falls within a predetermined range while repeatedly supplying the drive voltage to the voice coil motor M2 and measuring the back electromotive force by the analog-digital conversion circuit 54. It is controlled by the control unit 50.

次に、図1へ戻って、本実施形態に係るディスク駆動装置における電源系及び制御系の回路について説明する。   Next, returning to FIG. 1, the power supply system and control system circuits in the disk drive device according to the present embodiment will be described.

トランジスタTr1は、図示しない外部電源からの電圧(例えば3.3ボルト)が印加される電源線P3P3Vを内部の電源線ISO3Vに接続する。トランジスタ駆動回路52は、リトラクト制御部50の制御信号に従って、通常動作時にトランジスタTr1をオンさせ、リトラクト動作時にトランジスタTr1をオフさせる。これにより、内部の電源線ISO3Vは、通常動作時に電源線P3P3Vと接続され、リトラクト動作時に電源線P3P3Vから遮断される。   The transistor Tr1 connects a power supply line P3P3V to which a voltage (eg, 3.3 volts) from an external power supply (not shown) is applied to the internal power supply line ISO3V. The transistor drive circuit 52 turns on the transistor Tr1 during normal operation and turns off the transistor Tr1 during retract operation according to the control signal of the retract control unit 50. As a result, the internal power supply line ISO3V is connected to the power supply line P3P3V during normal operation, and is disconnected from the power supply line P3P3V during retraction.

ダイオードD1のアノードが電源線P3P3Vに接続され、そのカソードが電源線ISO3Vに接続される。これにより、リトラクト動作時に外部電源が停止されていない場合は、ダイオードD1を介して電源線P3P3Vから電源線ISO3に電源を供給することが可能になっている。   The anode of diode D1 is connected to power supply line P3P3V, and its cathode is connected to power supply line ISO3V. As a result, when the external power supply is not stopped during the retraction operation, power can be supplied from the power supply line P3P3V to the power supply line ISO3 via the diode D1.

キャパシタC10は、電源線ISO3Vとグランド線VGNDの間に接続されており、リトラクト動作時にモータ(M1,M2)等へ供給される電源電圧を保持する。   The capacitor C10 is connected between the power supply line ISO3V and the ground line VGND, and holds the power supply voltage supplied to the motor (M1, M2) and the like during the retraction operation.

クランプ回路64は、電源線ISO3Vとグランド線VGNDの間に接続されており、電源電圧が所定の上限値を超えないようにクランプする。   The clamp circuit 64 is connected between the power supply line ISO3V and the ground line VGND, and clamps the power supply voltage so as not to exceed a predetermined upper limit value.

チャージポンプ回路16は、通常動作時において、外部電源に接続される電源線P3P3Vの電圧を昇圧する。チャージポンプ回路16は、例えば、電源線P3P3Vの3.3ボルトの電圧を8ボルトまで昇圧する。キャパシタC11は、端子V8とグランド線VGNDの間に接続されており、チャージポンプ回路16において昇圧された電圧を入力する。   The charge pump circuit 16 boosts the voltage of the power supply line P3P3V connected to the external power supply during normal operation. For example, the charge pump circuit 16 boosts the voltage of 3.3 volts of the power supply line P3P3V to 8 volts. The capacitor C11 is connected between the terminal V8 and the ground line VGND, and receives the voltage boosted by the charge pump circuit 16.

スイッチSW1は、チャージポンプ回路16の出力と端子V8との間に設けられており、リトラクト制御部50によってオンオフ制御される。すなわち、スイッチSW1は、通常動作時にオンし、リトラクト動作時にオフする。   The switch SW1 is provided between the output of the charge pump circuit 16 and the terminal V8, and is on / off controlled by the retract control unit 50. That is, the switch SW1 is turned on during normal operation and turned off during retraction.

レギュレータ回路62は、スイッチSW1がオン状態となる通常動作時において、チャージポンプ回路61の出力電圧に基づいて約6ボルトの電圧を生成する。一方、レギュレータ回路62は、スイッチSW1がオフ状態となるリトラクト動作時においては、オフ状態となり、端子V8と端子V6とが電気的に遮断される。
キャパシタC12は、端子V6とグランド線VGNDの間に接続されており、レギュレータ回路62において生成された6ボルトの電圧を入力する。
The regulator circuit 62 generates a voltage of about 6 volts based on the output voltage of the charge pump circuit 61 during the normal operation in which the switch SW1 is turned on. On the other hand, the regulator circuit 62 is turned off during the retraction operation in which the switch SW1 is turned off, and the terminals V8 and V6 are electrically disconnected.
The capacitor C12 is connected between the terminal V6 and the ground line VGND, and receives a voltage of 6 volts generated in the regulator circuit 62.

端子V6の6ボルトの電圧は、リトラクト動作時の回路駆動用(例えばモータ駆動部10,30のトランジスタの駆動)に使用される。   The voltage of 6 volts at the terminal V6 is used for circuit driving (for example, driving of the transistors of the motor driving units 10 and 30) during the retraction operation.

レギュレータ回路63は、リトラクト動作時に使用される回路の電源電圧や基準電圧を生成する。例えば、レギュレータ回路63は、アナログ回路用の電源回路、デジタル回路用の電源回路、基準電圧を発生するバンドギャップ回路などを有する。レギュレータ回路63は、通常動作時に使用される電源回路に比べて低消費電力で動作するように構成されている。   The regulator circuit 63 generates a power supply voltage and a reference voltage for a circuit used during the retraction operation. For example, the regulator circuit 63 includes a power circuit for an analog circuit, a power circuit for a digital circuit, a band gap circuit that generates a reference voltage, and the like. The regulator circuit 63 is configured to operate with lower power consumption than a power supply circuit used during normal operation.

トランジスタTr2は、端子V8と電源線ISO3Vとの間に接続される。トランジスタ駆動回路53は、リトラクト制御部50の制御に従って、リトラクト動作時にトランジスタTr2のゲートへ所定の電圧Vgを印加する。
トランジスタTr2のゲートに電圧Vgが印加されると、トランジスタTr2が導通して端子V8のキャパシタC11から電源線ISO3VのキャパシタC10に充電電流が流れる。キャパシタC10の充電によって電源線ISO3Vの電圧とトランジスタ駆動回路53の出力電圧Vgとの差がトランジスタTr2のしきい値電圧Vtより小さくなると、トランジスタTr2がオフ状態となって充電が停止する。これにより、キャパシタC11の電圧が電源線ISO3Vの電圧に比べて十分高い場合、電源線ISO3Vは所定の電圧Vm(=Vg−Vt)に維持される。
The transistor Tr2 is connected between the terminal V8 and the power supply line ISO3V. The transistor drive circuit 53 applies a predetermined voltage Vg to the gate of the transistor Tr2 during the retraction operation according to the control of the retract control unit 50.
When the voltage Vg is applied to the gate of the transistor Tr2, the transistor Tr2 becomes conductive, and a charging current flows from the capacitor C11 of the terminal V8 to the capacitor C10 of the power supply line ISO3V. When the difference between the voltage of the power supply line ISO3V and the output voltage Vg of the transistor drive circuit 53 becomes smaller than the threshold voltage Vt of the transistor Tr2 due to the charging of the capacitor C10, the transistor Tr2 is turned off and charging is stopped. Thus, when the voltage of the capacitor C11 is sufficiently higher than the voltage of the power supply line ISO3V, the power supply line ISO3V is maintained at a predetermined voltage Vm (= Vg−Vt).

リトラクト制御部50は、電源電圧や環境温度、スピンドルモータ30の回転速度等の異常が検出された場合、リトラクト動作が行われるようにディスク駆動装置の各回路を制御する。   The retraction control unit 50 controls each circuit of the disk drive device so that a retraction operation is performed when an abnormality such as a power supply voltage, an environmental temperature, or a rotation speed of the spindle motor 30 is detected.

リトラクト制御部50は、リトラクト動作を開始する場合、トランジスタTr1をオフに設定して内部の電源線ISO3Vを電源線P3P3Vから切り離すとともに、スイッチSW1をオフに設定してキャパシタC11をチャージポンプ回路61の出力から切り離す。また、リトラクト制御部50は、信号選択回路24を制御してトランジスタ駆動部20の駆動信号をモータ駆動部10に入力するとともに、信号選択回路44を制御してトランジスタ駆動部40の駆動信号をモータ駆動部30に入力する。
そして、リトラクト制御部50は、トランジスタ駆動部40を制御してボイスコイルモータM2に駆動電圧を供給し、アームを退避方向へ移動させる。ことのき、リトラクト制御部50は、アナログ−デジタル変換回路54によって逆起電力の測定値を随時取得し、その測定値に応じて駆動電圧の極性と印加のタイミング(デューティ)を制御することで、アームの速度が所定の範囲に収まるように制御する。
ボイスコイルモータM2の駆動によって電源線ISO3Vの電源電圧が低下するが、このときリトラクト制御部50は、トランジスタTr2のゲートに所定の電圧Vgが印加されるようにトランジスタ駆動回路53を制御し、キャパシタC11の電荷でキャパシタC10を充電することにより電源電圧の低下を抑制する。
また、リトラクト制御部50は、惰性で回転するスピンドルモータM1の逆起電力が整流されて電源線(ISO3V,VGND)に出力されるようにトランジスタ駆動部20を制御する。この場合、リトラクト制御部50は、整流モードと短絡モードを交互に繰り返すことにより、スピンドルモータM1の逆起電力を増大させて電源線ISO3Vに出力させる。
When starting the retraction operation, the retraction control unit 50 sets the transistor Tr1 to off to disconnect the internal power supply line ISO3V from the power supply line P3P3V, and sets the switch SW1 to off to connect the capacitor C11 to the charge pump circuit 61. Disconnect from output. The retract control unit 50 controls the signal selection circuit 24 to input the drive signal of the transistor drive unit 20 to the motor drive unit 10 and controls the signal selection circuit 44 to transfer the drive signal of the transistor drive unit 40 to the motor. Input to the drive unit 30.
Then, the retract control unit 50 controls the transistor driving unit 40 to supply a driving voltage to the voice coil motor M2, and moves the arm in the retracting direction. At this time, the retract control unit 50 acquires the measured value of the back electromotive force as needed by the analog-digital conversion circuit 54, and controls the polarity of the drive voltage and the application timing (duty) according to the measured value. The arm speed is controlled to be within a predetermined range.
When the voice coil motor M2 is driven, the power supply voltage of the power supply line ISO3V is lowered. At this time, the retract control unit 50 controls the transistor drive circuit 53 so that a predetermined voltage Vg is applied to the gate of the transistor Tr2, and the capacitor By charging capacitor C10 with the charge of C11, a decrease in power supply voltage is suppressed.
Further, the retract control unit 50 controls the transistor drive unit 20 so that the counter electromotive force of the spindle motor M1 that rotates by inertia is rectified and output to the power supply lines (ISO3V, VGND). In this case, the retract control unit 50 alternately increases the back electromotive force of the spindle motor M1 and outputs it to the power supply line ISO3V by alternately repeating the rectification mode and the short-circuit mode.

ここで、上述した構成を有する本実施形態に係るディスク駆動装置について、リトラクト時の動作を中心に説明する。   Here, the disk drive device according to the present embodiment having the above-described configuration will be described focusing on the operation at the time of retraction.

通常動作においては、トランジスタTr1がオン状態にされ、外部電源からの電圧(3.3V)が電源線P3P3Vを介して内部の電源線ISO3Vに供給される。このとき、スイッチSW1がオン状態され、チャージポンプ回路61によりキャパシタC11が8ボルトに充電される。
また、通常動作において、モータ駆動部10に信号選択回路24を介してトランジスタ駆動部22の駆動信号が入力され、モータ駆動部30に信号選択回路44を介してトランジスタ駆動部42の駆動信号が入力される。これにより、モータ駆動部10及び20の各トランジスタ(Tr11〜Tr16,Tr21〜Tr24)が図示しない制御部によりオンオフ制御され、スピンドルモータM1の回転とボイスコイルモータM2の前進・後退動作が制御される。
In normal operation, the transistor Tr1 is turned on, and the voltage (3.3V) from the external power supply is supplied to the internal power supply line ISO3V via the power supply line P3P3V. At this time, the switch SW1 is turned on, and the charge pump circuit 61 charges the capacitor C11 to 8 volts.
In normal operation, the drive signal of the transistor drive unit 22 is input to the motor drive unit 10 via the signal selection circuit 24, and the drive signal of the transistor drive unit 42 is input to the motor drive unit 30 via the signal selection circuit 44. Is done. As a result, the transistors (Tr11 to Tr16, Tr21 to Tr24) of the motor drive units 10 and 20 are on / off controlled by a control unit (not shown), and the rotation of the spindle motor M1 and the forward / backward movement of the voice coil motor M2 are controlled. .

この通常動作時に、スピンドルモータM1の回転速度や電源電圧等に異常が検出されると、リトラクト動作が開始される。リトラクト制御部50の制御によって、トランジスタTr1がオフ状態にされる。これにより、外部電源につながる電源線P3P3Vが内部の電源線ISO3Vから遮断されるため、例えば外部電源の電圧が低下している場合でも、電源線ISO3Vから電源線P3P3Vへ電流が流れることはない。またこのとき、スイッチSW1がオフ状態にされるため、キャパシタC11の電荷がチャージポンプ回路61を介して電源線P3P3Vへ放電されることが防止される。   When an abnormality is detected in the rotation speed, power supply voltage, etc. of the spindle motor M1 during this normal operation, the retracting operation is started. The transistor Tr1 is turned off under the control of the retract control unit 50. As a result, since the power supply line P3P3V connected to the external power supply is cut off from the internal power supply line ISO3V, for example, even when the voltage of the external power supply is reduced, no current flows from the power supply line ISO3V to the power supply line P3P3V. At this time, since the switch SW1 is turned off, the charge of the capacitor C11 is prevented from being discharged to the power supply line P3P3V via the charge pump circuit 61.

スイッチSW1がオフすると、レギュレータ回路62は動作を停止し、端子V8と端子V6とが切り離される。レギュレータ回路63は、キャパシタC12の出力電圧に基づいて、リトラクト動作に関わる各回路(リトラクト制御部50、クロック発生回路等)の電源電圧を生成する。   When the switch SW1 is turned off, the regulator circuit 62 stops operating, and the terminal V8 and the terminal V6 are disconnected. The regulator circuit 63 generates a power supply voltage for each circuit (retract control unit 50, clock generation circuit, etc.) involved in the retraction operation based on the output voltage of the capacitor C12.

リトラクト動作時においては、信号選択回路24によってトランジスタ駆動部20の駆動信号が選択されてモータ駆動部10に入力される。これにより、スピンドルモータM1を駆動するモータ駆動部10の各トランジスタ(Tr11〜Tr16)は、リトラクト制御部50によってその導通状態が制御される。
また、このとき、信号選択回路44によってトランジスタ駆動部42の駆動信号が選択されてモータ駆動部30に入力される。これにより、ボイスコイルモータM2を駆動するモータ駆動部30の各トランジスタ(Tr21〜Tr24)は、リトラクト制御部50によってオンオフ制御される。
During the retraction operation, the signal selection circuit 24 selects the drive signal for the transistor drive unit 20 and inputs it to the motor drive unit 10. Thus, the conduction state of each transistor (Tr11 to Tr16) of the motor driving unit 10 that drives the spindle motor M1 is controlled by the retract control unit 50.
At this time, the signal selection circuit 44 selects the drive signal of the transistor drive unit 42 and inputs it to the motor drive unit 30. Thereby, each transistor (Tr21-Tr24) of the motor drive part 30 which drives the voice coil motor M2 is ON / OFF-controlled by the retract control part 50.

リトラクトを開始する際、まずボイスコイルモータM2に流れている電流をゼロにするために、モータ駆動部30のローサイドのトランジスタTr22,Tr24がオン状態、ハイサイドのトランジスタTr21,Tr23がオフ状態にされて、ボイスコイルモータM2の入力端子(VCA,VCB)がグランド線VGNDに短絡される。また、ボイスコイルモータM2にブレーキを掛けてヘッドの動きを制御することもできる。   When retraction is started, first, the low-side transistors Tr22 and Tr24 of the motor drive unit 30 are turned on and the high-side transistors Tr21 and Tr23 are turned off in order to zero the current flowing through the voice coil motor M2. Thus, the input terminals (VCA, VCB) of the voice coil motor M2 are short-circuited to the ground line VGND. In addition, the movement of the head can be controlled by applying a brake to the voice coil motor M2.

次に、ボイスコイルモータM2には、アームを退避方向へ動かすように駆動電圧が印加される。
例えば、端子VCBの電圧が端子VCAの電圧より高くなる極性を「正」、これと逆の極性を「負」とし、正の駆動電圧を印加することでアームが退避方向に移動するものとする。この場合、アームを退避方向へ移動させるためには、トランジスタTr23及びTr22がオン状態、トランジスタTr21及びTr24がオフ状態にされる。これにより、端子VCBが電源線ISO3Vに接続され、端子VCAがグランド線VGNDに接続される。
Next, a drive voltage is applied to the voice coil motor M2 so as to move the arm in the retracting direction.
For example, it is assumed that the polarity at which the voltage of the terminal VCB is higher than the voltage of the terminal VCA is “positive”, the opposite polarity is “negative”, and the arm moves in the retracting direction by applying a positive driving voltage. . In this case, in order to move the arm in the retracting direction, the transistors Tr23 and Tr22 are turned on and the transistors Tr21 and Tr24 are turned off. As a result, the terminal VCB is connected to the power supply line ISO3V, and the terminal VCA is connected to the ground line VGND.

ボイスコイルモータM2に一定の時間だけ正電圧が印加された後、アナログ−デジタル変換回路54において端子VCA及びVCBの間に生じる逆起電力が検出される。すなわち、トランジスタTr21,Tr23,Tr24がオフ状態にされて、ボイスコイルモータM2への駆動電圧の供給が停止される。また、トランジスタTr22がオン状態にされて、端子VCAがグランド線VGNDに接続される。この状態で、スイッチSW2がオン状態にされて、端子VCAと端子VCBの間に生じる逆起電力がアナログ−デジタル変換回路54に入力される。アナログ−デジタル変換回路54において、端子VCA及びVCBの電圧がサンプリングされ、そのデジタル変換結果がリトラクト制御部50に入力される。   After a positive voltage is applied to the voice coil motor M2 for a certain time, the back electromotive force generated between the terminals VCA and VCB is detected in the analog-digital conversion circuit 54. That is, the transistors Tr21, Tr23, Tr24 are turned off, and the supply of the drive voltage to the voice coil motor M2 is stopped. Further, the transistor Tr22 is turned on, and the terminal VCA is connected to the ground line VGND. In this state, the switch SW2 is turned on, and the back electromotive force generated between the terminal VCA and the terminal VCB is input to the analog-digital conversion circuit 54. In the analog-digital conversion circuit 54, the voltages at the terminals VCA and VCB are sampled, and the digital conversion result is input to the retract control unit 50.

リトラクト制御部50では、アナログ−デジタル変換回路54から入力されるデジタル値に基づいて、アームの速度が一定の範囲に収まるように、ボイスコイルモータM2の駆動電圧の極性とその印加のタイミングが調節される。
例えば、アームの速度が一定の範囲に達していないことをデジタル値が示している場合は、アームが更に加速されるようにするため、正の駆動電圧がボイスコイルモータM2に一定時間入力される。この場合、上記と同様に、トランジスタTr23及びTr22がオン状態、トランジスタTr21及びTr24がオフ状態にされる。一方、アームの速度が一定の範囲を超えていることをデジタル値が示している場合は、アームが減速されるようにするため、負の駆動電圧がボイスコイルモータM2に一定時間入力される。この場合は、トランジスタTr21及びTr24がオン状態、トランジスタTr22及びTr23がオフ状態にされる。アームの速度が一定の範囲内にあることをデジタル値が示している場合は、駆動電圧の供給を停止した状態が維持され、アナログ−デジタル変換回路54による逆起電力の測定が繰り返される。
The retract control unit 50 adjusts the polarity of the driving voltage of the voice coil motor M2 and the timing of application thereof so that the arm speed is within a certain range based on the digital value input from the analog-digital conversion circuit 54. Is done.
For example, if the digital value indicates that the arm speed has not reached a certain range, a positive drive voltage is input to the voice coil motor M2 for a certain period of time in order to further accelerate the arm. . In this case, similarly to the above, the transistors Tr23 and Tr22 are turned on, and the transistors Tr21 and Tr24 are turned off. On the other hand, when the digital value indicates that the arm speed exceeds a certain range, a negative drive voltage is input to the voice coil motor M2 for a certain period of time in order to decelerate the arm. In this case, the transistors Tr21 and Tr24 are turned on, and the transistors Tr22 and Tr23 are turned off. When the digital value indicates that the speed of the arm is within a certain range, the state where the supply of the drive voltage is stopped is maintained, and the measurement of the back electromotive force by the analog-digital conversion circuit 54 is repeated.

ところで、上記のようにボイスコイルモータM2の駆動が行われると、その電力消費によってキャパシタC10の電荷が放電されて、電源線ISO3Vの電源電圧が低下する。そこで、リトラクト動作時には、図4に示すように、キャパシタC11の8ボルトの電圧がキャパシタC10の充電に用いられる。すなわち、リトラクト制御部50の制御によって、トランジスタ駆動回路53からトランジスタTr2のゲートに所定の電圧Vgが供給され、トランジスタTr2が導通する。キャパシタC11の電荷がトランジスタTr2を介してキャパシタC10に流れることにより、電源線ISO3Vの電源電圧は、トランジスタ駆動回路53の出力電圧Vgに比べてトランジスタTr2のしきい値電圧Vtだけ低い一定の電圧Vmに維持される。   By the way, when the voice coil motor M2 is driven as described above, the charge of the capacitor C10 is discharged by the power consumption, and the power supply voltage of the power supply line ISO3V is lowered. Therefore, during the retraction operation, as shown in FIG. 4, the voltage of 8 volts of the capacitor C11 is used for charging the capacitor C10. That is, under the control of the retract control unit 50, the predetermined voltage Vg is supplied from the transistor drive circuit 53 to the gate of the transistor Tr2, and the transistor Tr2 is turned on. Since the charge of the capacitor C11 flows to the capacitor C10 through the transistor Tr2, the power supply voltage of the power supply line ISO3V is a constant voltage Vm that is lower than the output voltage Vg of the transistor drive circuit 53 by the threshold voltage Vt. Maintained.

しかしながら、キャパシタC11の電荷が放電によって低下し続けると、トランジスタ駆動回路53の出力電圧Vgとしきい値電圧Vtとによって規定される上述の電圧Vmが維持されなくなる。そこで、本実施形態に係るディスク駆動装置では、キャパシタC11の電圧低下に伴う電源線ISO3Vの電源電圧の低下を抑制するため、図4に示すように、スピンドルモータM1の逆起電力を整流して電源線(ISO3V,VGND)に出力する整流動作が行われる。   However, if the charge of the capacitor C11 continues to decrease due to the discharge, the voltage Vm defined by the output voltage Vg of the transistor drive circuit 53 and the threshold voltage Vt cannot be maintained. Therefore, in the disk drive device according to the present embodiment, the back electromotive force of the spindle motor M1 is rectified as shown in FIG. A rectifying operation for outputting to the power supply lines (ISO3V, VGND) is performed.

本実施形態に係るドライブ駆動装置は、例えば2通りの方法によって逆起電力の整流を行うことができる。   The drive driving apparatus according to the present embodiment can rectify the back electromotive force by, for example, two methods.

第1の整流方法では、トランジスタ駆動部20が常に整流モードで動作する。この場合、スピンドルモータM1の3つの端子(U,V,W)の中で電圧が最も高く、かつ、電源線ISO3Vより電圧の高い端子が電源線ISO3Vに接続される。また、3つの端子(U,V,W)の中で電圧が最も低く、かつ、端子ICOMより電圧の低い端子が端子ICOMに接続される。   In the first rectification method, the transistor driver 20 always operates in the rectification mode. In this case, the terminal having the highest voltage among the three terminals (U, V, W) of the spindle motor M1 and the voltage higher than the power supply line ISO3V is connected to the power supply line ISO3V. Further, the terminal having the lowest voltage among the three terminals (U, V, W) and having a voltage lower than that of the terminal ICOM is connected to the terminal ICOM.

一方、第2の整流方法では、トランジスタ駆動部20が短絡モードと整流モードで交互に動作する。短絡モードでは、スピンドルモータM1の3つの端子(U,V,W)がグランド線VGNDに短絡される。これにより、3つのコイル(LU,LV,LW)には、回転に伴う逆起電力と各コイルの導線抵抗とに応じた電流が流れる。短絡モードが解除されて整流モードに移行すると、各コイルに蓄えられた磁気エネルギーがサージ電圧となって電源線(ISO3V,VGND)に出力されるため、第1の整流方法よりも高い整流電圧が生成される。   On the other hand, in the second rectification method, the transistor driver 20 operates alternately in the short-circuit mode and the rectification mode. In the short circuit mode, the three terminals (U, V, W) of the spindle motor M1 are short-circuited to the ground line VGND. Thereby, the current according to the back electromotive force accompanying rotation and the conducting wire resistance of each coil flows through the three coils (LU, LV, LW). When the short-circuit mode is canceled and the mode is changed to the rectification mode, the magnetic energy stored in each coil is output as a surge voltage to the power supply line (ISO3V, VGND). Generated.

本実施形態に係るドライブ駆動装置では、例えばリトラクト動作の当初から上述した整流方法による整流が可能となるようにトランジスタ駆動部20が制御される。リトラクト動作の初期においては、電源線ISO3Vの電圧がキャパシタC11の電流により維持されており、電源線ISO3Vの電圧がスピンドルモータM1の3つの端子U,V,Wより高いため、逆起電力の整流は行われない。また、このとき、電源線ISO3VからスピンドルモータM1へ電力が入力されることはない。キャパシタC11の放電に伴って電源線ISO3Vの電圧が低下し、電源線ISO3Vの電圧がスピンドルモータM1の3つの端子U,V,Wより低くなると、逆起電力の整流動作が自動的に開始される。   In the drive driving apparatus according to the present embodiment, the transistor driving unit 20 is controlled so as to enable rectification by the above-described rectification method from the beginning of the retract operation, for example. In the initial stage of the retraction operation, the voltage of the power supply line ISO3V is maintained by the current of the capacitor C11, and the voltage of the power supply line ISO3V is higher than the three terminals U, V, and W of the spindle motor M1, so Is not done. At this time, no power is input from the power supply line ISO3V to the spindle motor M1. As the capacitor C11 is discharged, the voltage of the power supply line ISO3V decreases, and when the voltage of the power supply line ISO3V becomes lower than the three terminals U, V, and W of the spindle motor M1, the back electromotive force rectification operation is automatically started. The

図5は、リトラクト動作時におけるキャパシタC11の電圧(V8)と電源線ISO3Vの電圧の変化を例示する図である。図の斜線部は、スピンドルモータM1の逆起電力を整流した電圧を示す。   FIG. 5 is a diagram exemplifying changes in the voltage (V8) of the capacitor C11 and the voltage of the power supply line ISO3V during the retraction operation. The shaded portion in the figure indicates the voltage obtained by rectifying the counter electromotive force of the spindle motor M1.

キャパシタC11の電圧(V8)が放電により低下し、時刻t1において「Vm+Vt」より低くなると、電源線ISO3Vの電圧がキャパシタC11の電圧と連動して低下する。
時刻t2において、電源線ISO3Vの電圧がスピンドルモータM1の端子U,V,Wの電圧より低くなると、スピンドルモータM1の逆起電力が整流されて電源線ISO3Vに出力されるようにモータ駆動部10の各トランジスタの導通状態が制御される。これにより、キャパシタC11の電圧低下に連動した電源線ISO3Vの電圧低下が抑制される。ボイスコイルモータM2は、スピンドルモータM1の逆起電力に基づいて安定に駆動される。
When the voltage (V8) of the capacitor C11 decreases due to discharge and becomes lower than “Vm + Vt” at time t1, the voltage of the power supply line ISO3V decreases in conjunction with the voltage of the capacitor C11.
At time t2, when the voltage of the power supply line ISO3V becomes lower than the voltages of the terminals U, V, and W of the spindle motor M1, the motor drive unit 10 is configured so that the counter electromotive force of the spindle motor M1 is rectified and output to the power supply line ISO3V. The conduction state of each transistor is controlled. Thereby, the voltage drop of power supply line ISO3V interlocked with the voltage drop of capacitor C11 is suppressed. The voice coil motor M2 is driven stably based on the counter electromotive force of the spindle motor M1.

一方、図6は、一定時間が経過するまでスピンドルモータM1の逆起電力の整流を行わないようにした場合を説明するための図である。これは、予め定めたタイマー値に従ってボイスコイルモータへの電源供給方法を切り替える従来の方式に対応する。
図6の例では、予め定めた時刻t3に達するまでスピンドルモータM1の逆起電力の整流が行われないため、その前に電源線ISO3Vの電圧がゼロボルトまで落ちてしまっている。電源線ISO3Vがゼロボルトになり、ボイスコイルモータM2に駆動電力が供給されなくなると、ボイスコイルモータM2のトルクが低下するため、衝撃等によってアームがディスク側に戻ってしまう可能性がある。本実施形態に係るドライブ駆動装置では、図6に示すようにタイマー値に基づいて逆起電力の整流が開始されるのではなく、図5に示すように電源線ISO3Vの電圧低下に応じて自動的に逆起電力の整流が開始される。そのため、上述のようなボイスコイルモータM2のトルク低下による問題が回避される。
On the other hand, FIG. 6 is a diagram for explaining a case where the back electromotive force of the spindle motor M1 is not rectified until a certain time has elapsed. This corresponds to the conventional method of switching the power supply method to the voice coil motor according to a predetermined timer value.
In the example of FIG. 6, since the back electromotive force of the spindle motor M1 is not rectified until a predetermined time t3 is reached, the voltage of the power supply line ISO3V has dropped to zero volts before that. If the power supply line ISO3V becomes zero volts and the driving power is not supplied to the voice coil motor M2, the torque of the voice coil motor M2 decreases, so that the arm may return to the disk side due to impact or the like. In the drive device according to the present embodiment, the rectification of the back electromotive force is not started based on the timer value as shown in FIG. 6, but automatically according to the voltage drop of the power supply line ISO3V as shown in FIG. Thus, the back electromotive force rectification is started. Therefore, the problem due to the torque reduction of the voice coil motor M2 as described above is avoided.

次に、上述した第1の整流方法と第2の整流方法のそれぞれの場合についてシミュレーションにより求めた各ノードの電圧波形の例を示す。   Next, an example of the voltage waveform of each node obtained by simulation in each case of the first rectification method and the second rectification method described above will be shown.

図7は、第1の整流方法におけるキャパシタC11の電圧(V8)、電源線ISO3Vの電圧、及び、スピンドルモータM1の端子電圧(U,V,W)のシミュレーション波形の例を示す図である。
図7の例では3[msec]付近で整流動作が始まっており、これによって電源線ISO3Vの電圧低下のペースが緩やかになっている。
FIG. 7 is a diagram illustrating an example of simulation waveforms of the voltage (V8) of the capacitor C11, the voltage of the power supply line ISO3V, and the terminal voltage (U, V, W) of the spindle motor M1 in the first rectification method.
In the example of FIG. 7, the rectification operation starts around 3 [msec], and the pace of the voltage drop of the power supply line ISO3V is moderated.

なお、図7において、電源線ISO3Vの電圧とキャパシタC11の電圧(V8)がほぼ等しくなる期間Tdetが繰り返し現れているが、これは、ボイスコイルモータM2への駆動電圧の供給を停止して逆起電力の測定を行っている期間に対応する。この期間においては、ボイスコイルモータM2に電流が殆ど流れないため、トランジスタTr2の電圧降下が小さくなっている。   In FIG. 7, a period Tdet in which the voltage of the power supply line ISO3V and the voltage (V8) of the capacitor C11 are substantially equal appears repeatedly, but this is reversed by stopping the supply of the drive voltage to the voice coil motor M2. Corresponds to the period during which electromotive force is measured. During this period, almost no current flows through the voice coil motor M2, so the voltage drop of the transistor Tr2 is small.

一方、図8は、第2の整流方法におけるキャパシタC11の電圧(V8)、電源線ISO3Vの電圧、及び、スピンドルモータM1の端子電圧(U,V,W)のシミュレーション波形の例を示す図である。
逆起電力による端子電圧(U,V,W)はピークにおいて1.4ボルト程度であるが、短絡モードから整流モードへ移行する際の端子電圧(U,V,W)は3ボルト付近まで上昇する。これにより、第2の整流方法では、電源線ISO3Vの電圧が3V付近まで高くなっている。
On the other hand, FIG. 8 is a diagram showing examples of simulation waveforms of the voltage (V8) of the capacitor C11, the voltage of the power supply line ISO3V, and the terminal voltage (U, V, W) of the spindle motor M1 in the second rectification method. is there.
The terminal voltage (U, V, W) due to the counter electromotive force is about 1.4 volts at the peak, but the terminal voltage (U, V, W) at the time of transition from the short-circuit mode to the rectification mode rises to around 3 volts. To do. As a result, in the second rectification method, the voltage of the power supply line ISO3V is increased to around 3V.

以上説明したように、本実施形態によれば、リトラクト動作時において、電源線ISO3VからスピンドルモータM1への電力の入力を阻止しつつ、スピンドルモータM1の逆起電力を整流して電源線(ISO3V,VGND(又はICOM))に出力するようにモータ駆動部10の各トランジスタ(Tr11〜Tr16)が制御される。これにより、電源線(ISO3V,VGND)の電圧が逆起電力の整流電圧より低くなると自動的に電源線(ISO3V,VGND)へ整流電圧が出力されるため、タイマー値を参照して電源供給方法を切り替える従来の装置のように、電源線(ISO3V,VGND)の電圧が一時的に低下してボイスコイルモータM2に駆動電力を供給できなくなる問題を回避できる。   As described above, according to the present embodiment, during the retraction operation, the back electromotive force of the spindle motor M1 is rectified by blocking the input of power from the power supply line ISO3V to the spindle motor M1, and the power supply line (ISO3V , VGND (or ICOM)), the transistors (Tr11 to Tr16) of the motor driving unit 10 are controlled. Thereby, when the voltage of the power supply line (ISO3V, VGND) becomes lower than the rectified voltage of the counter electromotive force, the rectified voltage is automatically output to the power supply line (ISO3V, VGND). As in the conventional device for switching the power supply, the voltage of the power supply lines (ISO3V, VGND) temporarily decreases, and the problem that the drive power cannot be supplied to the voice coil motor M2 can be avoided.

また本実施形態によれば、スピンドルモータM1の各端子(U,V,W)を端子ICOMに短絡する短絡モードと、電源線(ISO3V,VGND(又はICOM))からスピンドルモータM1への電力の入力を阻止しつつスピンドルモータM1の逆起電力を整流して電源線(ISO3V,VGND)に出力する整流モードとが交互に繰り返される。これにより、ピンドルモータM1の逆起電力をそのまま整流する場合に比べて高い電圧を電源線(ISO3V,VGND)に出力することが可能となる。   Further, according to the present embodiment, each terminal (U, V, W) of the spindle motor M1 is short-circuited to the terminal ICOM, and the power to the spindle motor M1 from the power supply line (ISO3V, VGND (or ICOM)) is reduced. The rectification mode in which the back electromotive force of the spindle motor M1 is rectified and output to the power supply lines (ISO3V, VGND) while the input is blocked is alternately repeated. This makes it possible to output a higher voltage to the power supply lines (ISO3V, VGND) than when the back electromotive force of the pindle motor M1 is directly rectified.

一般に、ハードディスクドライブ装置では、ディスクサイズが小型になるほどスピンドルモータの逆起電力が小さくなる傾向がある。逆起電力が小さい場合、整流電圧も小さくなるため、リトラクト動作に十分な電圧をボイスコイルモータに供給すること困難になる。この場合、従来の装置では、キャパシタの充電電圧によってボイスコイルモータを駆動する必要があり、十分な駆動時間を得るためにはキャパシタの容量を大きくする必要があった。
本実施形態によれば、短絡モードと整流モードを交互に繰り返すことによってスピンドルモータの逆起電力より大きな電圧を生成できるため、スピンドルモータの逆起電力が小さい場合でもキャパシタの大容量化を抑えることができる。
Generally, in a hard disk drive device, the back electromotive force of a spindle motor tends to decrease as the disk size decreases. When the back electromotive force is small, the rectified voltage is also small, so that it is difficult to supply a voltage sufficient for the retraction operation to the voice coil motor. In this case, in the conventional apparatus, it is necessary to drive the voice coil motor by the charging voltage of the capacitor, and it is necessary to increase the capacity of the capacitor in order to obtain a sufficient driving time.
According to the present embodiment, a voltage larger than the back electromotive force of the spindle motor can be generated by alternately repeating the short-circuit mode and the commutation mode, so that even when the back electromotive force of the spindle motor is small, the increase in the capacity of the capacitor is suppressed. Can do.

また、本実施形態によれば、スピンドルモータM1の逆起電力より大きな電圧を生成することによって、電源線ISO3Vの電圧低下のペースが相対的に小さくなることから、長い時間に渡ってボイスコイルモータM2を駆動できる。これにより、ヘッドを安全領域に留めておくようにボイスコイルモータM2を駆動する時間を長くできるため、ヘッドの安全領域からの跳ね返りを有効に防止できる。   In addition, according to the present embodiment, since the voltage drop rate of the power supply line ISO3V is relatively reduced by generating a voltage larger than the back electromotive force of the spindle motor M1, the voice coil motor is used for a long time. M2 can be driven. As a result, it is possible to lengthen the time for driving the voice coil motor M2 so as to keep the head in the safe area, and therefore it is possible to effectively prevent the head from rebounding from the safe area.

更に、本実施形態によれば、リトラクト動作においてアームの速度が所定範囲内に収まるようにボイスコイルモータM2が制御されるため、ボイスコイルモータに一定の電圧を印加し続ける方式に比べてモータ駆動電力を削減できる。これにより、リトラクト動作においてボイスコイルモータに駆動電力を供給するキャパシタ(C11)の容量を抑えることができる。   Furthermore, according to the present embodiment, the voice coil motor M2 is controlled so that the arm speed falls within a predetermined range in the retracting operation, so that the motor driving is performed as compared with a method in which a constant voltage is continuously applied to the voice coil motor. Electric power can be reduced. Thereby, the capacity | capacitance of the capacitor (C11) which supplies drive electric power to a voice coil motor in retract operation | movement can be suppressed.

以上、本発明の幾つかの実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態のみに限定されるものではなく、種々のバリエーションを含んでいる。   As mentioned above, although several embodiment of this invention was described, this invention is not limited only to embodiment mentioned above, Various modifications are included.

例えば、本発明の他の実施形態では、電源線(ISO3V,VGND(又はICOM))の電圧に応じて、上述した第1の整流方法と第2の整流方法を切り替えてもよい。例えば、リトラクト制御部50は、電源線(ISO3V,VGND(又はICOM))の電圧を電圧検知回路により監視して、この電圧が所定のしきい値より低くなった場合に上述した第2の整流方法による整流を行ってもよい。
これにより、リトラクトの前半では主にキャパシタC11の電荷がボイスコイルモータM2の駆動に利用され、キャパシタC11の電圧が一定レベルまで低くなったところで、スピンドルモータM1の逆起電力がボイスコイルモータM2の駆動に利用される。
For example, in another embodiment of the present invention, the first rectification method and the second rectification method described above may be switched in accordance with the voltage of the power supply line (ISO3V, VGND (or ICOM)). For example, the retract control unit 50 monitors the voltage of the power supply line (ISO3V, VGND (or ICOM)) with the voltage detection circuit, and when the voltage becomes lower than a predetermined threshold, the second rectification described above. Rectification by a method may be performed.
Thereby, in the first half of the retract, the charge of the capacitor C11 is mainly used for driving the voice coil motor M2, and when the voltage of the capacitor C11 is lowered to a certain level, the back electromotive force of the spindle motor M1 is changed to that of the voice coil motor M2. Used for driving.

また、本発明の他の実施形態では、ボイスコイルモータM2に入力する駆動電圧の印加時間をアナログ−デジタル変換回路54のデジタル値に応じて変化させてもよい。すなわち、アームの速度の標準値に対する誤差が大きいほど、駆動電圧の印加時間が長くなるようにしてもよい。   In another embodiment of the present invention, the application time of the drive voltage input to the voice coil motor M2 may be changed according to the digital value of the analog-digital conversion circuit 54. That is, as the error with respect to the standard value of the arm speed is larger, the application time of the drive voltage may be longer.

M1…スピンドルモータ、
M2…ボイスコイルモータ、
10,30…モータ駆動部、
12…リトラクトダンピング抵抗部、
20,22,40,42…トランジスタ駆動部、
201〜206,401〜404…ゲート駆動回路、
24,44…信号選択回路、
50…リトラクト制御部、
51…クロック発生回路、
52,53…トランジスタ駆動回路、
54…アナログ−デジタル変換回路、
61…チャージポンプ回路、
62,63…レギュレータ回路、
64…クランプ回路、
SW1〜SW3,SW11〜SW16,SW21〜SW24…スイッチ、
Tr1,Tr2…トランジスタ、
C10〜C12…キャパシタ、
D1…ダイオード、
R1〜R5,RG…抵抗、
LU,LV,LW…コイル

M1 ... spindle motor,
M2 ... Voice coil motor,
10, 30 ... motor drive unit,
12 ... Retract damping resistor,
20, 22, 40, 42 ... transistor driver,
201-206, 401-404 ... gate drive circuit,
24, 44 ... signal selection circuit,
50: Retract control unit,
51. Clock generation circuit,
52, 53 ... transistor drive circuit,
54. Analog-digital conversion circuit,
61 ... Charge pump circuit,
62, 63 ... regulator circuit,
64 ... clamp circuit,
SW1 to SW3, SW11 to SW16, SW21 to SW24, switches,
Tr1, Tr2 ... transistors,
C10 to C12 capacitors,
D1 ... diode,
R1-R5, RG ... resistance,
LU, LV, LW ... Coil

Claims (1)

ディスク状記録媒体を回転する第1モータと上記ディスク状記録媒体の情報にアクセスするためのヘッドを動かす第2モータとを、第1電源線及び第2電源線に供給される電力に基づいて制御するモータ制御装置であって、
上記第1電源線及び上記第2電源線と上記第1モータの複数の入力端子とを接続する複数のトランジスタを含んだ第1モータ駆動部と、
上記ヘッドを安全領域に退避させる非常動作時において、上記第1モータの上記複数の入力端子に生じる逆起電力を上記第1電源線の電圧並びに上記第2電源線の電圧と比較し、当該比較結果に応じて、上記第1電源線及び上記第2電源線から上記第1モータへの電力の入力を阻止するとともに、上記第1モータが発生する逆起電力を整流して上記第1電源線及び上記第2電源線に出力するように上記第1モータ駆動部の各トランジスタを制御する第1モータ制御部と、
を有するモータ制御装置。

A first motor for rotating the disk-shaped recording medium and a second motor for moving the head for accessing information on the disk-shaped recording medium are controlled based on the power supplied to the first power line and the second power line. A motor control device,
A first motor drive unit including a plurality of transistors connecting the first power supply line and the second power supply line and a plurality of input terminals of the first motor;
In an emergency operation of retracting the head to a safe area, the back electromotive force generated at the plurality of input terminals of the first motor is compared with the voltage of the first power supply line and the voltage of the second power supply line, and the comparison Depending on the result, the power input from the first power line and the second power line to the first motor is blocked and the counter electromotive force generated by the first motor is rectified to rectify the first power line. And a first motor control unit that controls each transistor of the first motor driving unit to output to the second power line,
A motor control device.

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