JP3731988B2 - Method and circuit for supplying drive current to a voice coil for positioning a head of a disk drive - Google Patents

Method and circuit for supplying drive current to a voice coil for positioning a head of a disk drive Download PDF

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コンピュータシステムなどに用いるタイプのディスクドライブにおける読書きヘッドの移動に用いるタイプのボイスコイルのためのドライバ回路および方法の改善に関し、特に、ディスクドライブシステムにおけるボイスコイルのためのパワードライバトランジスタにおける電流を検知する回路および方法の改善に関し、さらに特に、ディスクドライブシステムにおけるボイスコイルのための、またそれにより制御されるヘッドの位置決めのための、電流センシングの正確度(精度)改善用の回路および方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
パーソナルコンピュータなどに使用されるフロッピーディスク、ハードディスク、およびCD−ROMディスクに用いられるような、典型的なディスクドライブは、1つまたはそれ以上の回転形ディスクを有し、そのディスク上ではデータが選択的に記録され、また読取られうる。典型的には、CD−ROMは1つまたはそれ以上の回転形ディスクを有し、そのディスク上にはデータが光学的に事前記録されていて、それは読取られうるのみである。しかし最近、データを光ディスクに書込みうるCD−ROMシステムが導入され、それにもかかわらずそれは、「CD−ROM」と呼ばれている。しかし、全てのそのようなディスクドライブにおいて、磁気ディスクの場合にはデータを記録し且つ読取り、CD−ROMドライブの場合には単にデータを検出する、1つまたはそれ以上のヘッドが備えられる。いずれの場合においても、それらのヘッドは典型的に、ディスクを担持するスピンドルからのディスクの異なる半径位置に配置された、多数の円形データ経路の1つへ選択的に位置決めされうるアーム構体により搬送される。
【0003】
ヘッドを搬送するアーム、従ってヘッド自体は、いわゆる「ボイスコイル」により、ディスク半径を横切って延長する線に沿って移動せしめられる。既知の大きさおよび極性の電流をボイスコイルへ供給することにより、ヘッドはディスクに対し、その線上のどこへでも選択的に位置決めされうる。
【0004】
典型的なシステムにおいては、ボイスコイルへの電流は、4つのドライバトランジスタを含む電流ドライバ回路により制御される。これらのドライバトランジスタは、例えば、供給電圧すなわちVCCと、接地との間に、「H」ブリッジを形成するように接続されたFETデバイスであり、ボイスコイルが「H」の両脚間に接続され、それぞれのドライバトランジスタが「H」のそれぞれの直立部に接続されたものであればよい。供給電圧と、ボイスコイルのそれぞれの側と、に接続されたFETデバイスは、一般に「高側ドライバ」と呼ばれ、ボイスコイルのそれぞれの側と、接地と、の間に接続されたFETデバイスは、一般に「低側ドライバ」と呼ばれる。ドライバのそれぞれの脚のそれぞれの高側ドライバおよび低側ドライバは、一般に2つの逆方向へ駆動される電力増幅器により制御される。
【0005】
ヘッドの移動を制御する最も普通のアプローチは、ボイスコイルと直列にセンス抵抗を用い、ボイスコイルを流れる電流を検知する。検知された電流は、前記ドライバ増幅器へ帰還され、ボイスコイルの電流が正確に制御されうるようにする。コイルの電流を検知するためのセンスFETの使用は、ボイスコイルにおける抵抗性ドロップを減少させ、これは、利用者がコイルにもっと多くの電流を供給しうるようにする。
【0006】
すなわち、モータの電流経路内のパワートランジスタを流れる電流を検知するために、FETデバイスが、電流ミラーとしてパワートランジスタの電流を鏡映するように接続されうる。これらのミラートランジスタは、典型的には、パワートランジスタのサイズに比較して小さく作られ、その比は15/1が代表的である。しかし、ミラートランジスタを、パワートランジスタに比し極めて小さく作ることは望ましいが、サイズ比が増加するのに伴い、さまざまなミラートランジスタの間で設計公差が不正確になる。
【0007】
それにもかかわらず、そのようなFETミラーデバイスの使用は、パワーデバイスとミラーデバイスとの間の大きいサイズ差のために、しばしは正確さを劣化させる。通常は、1つのトランジスタを流れる電流は、もしデバイスが同様のサイズのものならば、比較的に良い正確度でもう1つのトランジスタへ鏡映されうる。しかし、ボイスコイルへの応用においては、パワーFETデバイスにおいて何アンペアかの電流が1次デバイスを流れ、パワーFETとミラーデバイスとの間には、(例えば、1500:1の程度の)大きい比を用いることが望ましい。もし小さい比が用いられたとすれば、ミラーデバイスにおける大きい電流により、制御回路内において大量の電力が浪費される。しかし、1500:1の程度のミラー比を用いると、ミラーの正確度は極めて良くはならず、大きく且つデバイスにより変化することが予想できる。
【0008】
さらに、ボイスコイル駆動回路は、特定のシステムに依存して、多重利得範囲、例えば、3つまたはそれ以上の範囲を必要としうる。これらの利得範囲は、ボイスコイルループを制御するDACが、コイル電流のいくつかの範囲において等しい正確度で動作することを可能にする。すなわち、もしセンスFET技術が用いられると、コイル電流が0に近づくのに伴って帰還電流が小さくなり、かつもしかすると不正確になるので、多くのボイスコイルは帰還電流の利得を増加させる。このようにして、帰還ブロック内の電流ミラーは、数マイクロアンペアから数百マイクロアンペアまでの電流を扱うように強制はされない。これは、電流ミラーの整合に役立ち、従って、電流制御の正確さのために役立つ。すなわち、過去においては、駆動トランジスタの電流ミラー動作は、特に可変利得ボイスコイル駆動回路において経験される低電流レベルにおいて不正確であった。
【0009】
従って、必要とされるのは、もし所望ならば帰還回路が動作する多重利得範囲を与える回路と共に用いられうる、比較的小さいサイズのミラートランジスタによりセンシング電流の正確さを提供する回路および方法である。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】
従って、本発明は上述の観点から、比較的小さいサイズのミラートランジスタにより、ボイスコイル駆動回路におけるセンシング電流の正確さを実現する回路および方法を提供することを目的とする。
【0011】
本発明のもう1つの目的は、もし所望ならば帰還回路が動作する多重利得範囲を与える回路と共に用いられうる、上述のタイプの回路および方法を提供することである。
【0012】
これらの、およびその他の、本発明の目的、特徴、および利点は、当業者にとっては、添付図面および添付された特許請求の範囲と併読する時、以下の詳細な説明から明らかとなろう。
【0013】
【課題を解決するための手段】
本発明の一般的特徴は、ディスクドライブのヘッドを位置決めするボイスコイルへ駆動電流を供給する方法を提供していることである。この方法は、ボイスコイルへ供給される第1電流を測定するステップと、該第1電流をミラー動作させて、該第1電流に比例するセンス電流を供給するステップと、を含む。この方法はまた、前記センス電流を用いて帰還回路における前記第1電流の大きさを修正し前記ヘッドを所望位置の近くへ位置決めするステップと、前記センス電流を所望の大きさにさらに厳密に等しくなるように調節し前記ヘッドを前記所望位置へさらに接近させて位置決めするステップと、を含む。前記電流は、例えば、前記ヘッドが前記所望位置に配置された時、前記ボイスコイルコイルの電流を強制的にできるだけ0に近づけるように調節されうる。
【0014】
前記センス電流を調節するステップは、パワートランジスタの電流をミラー動作するように接続された能動デバイスに並列な電流経路を有する、少なくとも1つの能動デバイスを選択的に接続することにより行われうる。これは、例えば、第1チャネル幅対長さ比を有するトリムFETを、第2チャネル幅対長さ比を有する電流ミラーFETに並列に、選択的に接続することにより行われうる。前記センス電流を調節するステップは、もし所望ならば、プログラム可能な手段により、電流を強制的に所望電流にできるだけ近づけるようにトリムFETを選択し、または選択から外すことにより行われうる。この方法は、ドライバ回路の利得が可変である環境で用いられうる。
【0015】
本発明のもう1つの一般的特徴は、ディスクドライブシステムのヘッドを位置決めするボイスコイルを動作させるように接続されうる回路を提供していることである。この回路は、ボイスコイルを流れる電流を制御するドライバ回路と、該ドライバ回路のそれぞれの電流経路の電流を検知して制御するためのFETデバイスを含みうる少なくとも1つのセンス電流回路と、を含む。プログラム可能な回路が、該センス電流回路の少なくとも1つを調節するために接続され、前記ヘッドを所望位置へ位置決めする前記ボイスコイルを流れる電流を制御する。
【0016】
トリム能力は、例えば、ドライバ回路の電流経路の1つの電流を鏡映するために接続されたFETでありうる電流センシングFETに、選択的に並列に接続されうる1つまたはそれ以上のトリムFETを備えることにより実現される。そのような選択的接続により、FETデバイスが生じる実効チャネル幅が選択的に得られるので、ボイスコイルの電流、従って、ボイスコイルにより制御されるヘッドの位置は調節可能となる。
【0017】
本発明のさらにもう1つの一般的特徴は、ディスクドライブシステムのヘッドを位置決めするボイスコイルへ駆動信号を供給するドライバ回路を提供していることである。このドライバ回路は、それぞれが供給電圧と基準電位との間に接続されている第1および第2電流経路を含む。それぞれの該電流経路は、2つのドライバトランジスタを有し、ボイスコイルは、それぞれの電流経路内のこれらのドライバトランジスタの間に接続可能である。少なくとも1つのセンシングトランジスタが、関連したドライバトランジスタの電流とミラー動作するミラー電流を発生するように接続されている。センシングトランジスタのミラー電流に応答する回路が備えられ、それぞれの電流経路内の関連したドライバトランジスタの電流の振幅を制御する。少なくとも1つのトリムトランジスタがセンシングトランジスタのそれぞれの1つに並列に接続され、また少なくとも1つのトリムトランジスタを選択的に起動するために接続されたプログラム可能な回路が備えられていて、少なくとも1つのトリムトランジスタが関連しているセンシングトランジスタが関連した電流経路のミラー動作する電流の振幅を調節する。
【0018】
本発明のもう1つの一般的特徴は、ディスクドライブシステムを提供していることである。このディスクドライブシステムは、磁気フロッピーディスク、磁気ハードディスク、CD−ROMなどでありうる回転形データ媒体を含む。少なくとも1つのヘッドが、該回転形データ媒体から少なくともデータを読取るために選択的に位置決め可能であり、ボイスコイルが、該ヘッドをボイスコイルの電流に応答して位置決めするために配置されている。第1および第2電流経路がそれぞれ、供給電圧と基準電位との間に接続されている。それぞれの該電流経路は、2つのドライバトランジスタを含み、それぞれの前記電流経路内のこれらのドライバトランジスタのそれぞれの間のノードは、ボイスコイルのそれぞれの端部に接続されている。複数のセンシングトランジスタが、それぞれミラー電流を生じるように接続されており、該ミラー電流は、それぞれの電流経路内の関連したドライバトランジスタのミラー動作する電流とミラー動作し、センシングトランジスタのミラー電流に応答する回路が、それぞれの電流経路内の関連したドライバトランジスタの電流の振幅を制御する。少なくとも1つのトリムトランジスタがセンシングトランジスタのそれぞれの1つに並列に接続され、また少なくとも1つのトリムトランジスタを選択的に起動するためにプログラム可能な回路が接続されていて、少なくとも1つのトリムトランジスタが関連しているセンシングトランジスタが関連した電流経路のミラー動作する電流の振幅を調節する。
【0019】
【発明の実施の形態】
本発明は添付図面に示され、図面のさまざまな図において、同じ参照番号は、同じ、または類似した部品を示すために用いられている。
ここで図1を参照すると、ディスクドライブシステム14の読書きヘッド13を位置決めするボイスコイルドライバ回路12の部分の電気的概略図10が示されている。図示されているディスクドライブシステム14は、ハードディスクドライブに関連して典型的に用いられているタイプのものであるが、本発明は、フロッピーディスクドライブシステム、CD−ROMシステムなどのような、他のタイプのディスクドライブシステムに関連しても同様に適用可能であることを理解すべきである。
【0020】
図示されているディスクドライブシステム14は、回転形媒体16を含み、これは例えば上に磁気媒体が形成された回転形プラッタでありうる。回転形媒体16は、ディスク制御回路18により制御される、図示されていない3相、多相、直流モータシステムにより、回転せしめられうる。
【0021】
ヘッド13は、制御アーム18により回転形媒体16の半径に沿って選択位置へ移動せしめられ、それはボイスコイル20へ供給される電流により、横方向へも同様に移動せしめられる。ヘッド13により回転形媒体16へ書込まれ、または媒体16から読取られるデータは、図示されていない関連したコンピュータの制御を受けるデータ回路22により制御される。ディスクドライブアセンブリ、特にボイスコイル20は、それが接続されているドライバ回路12から離して具備されうる。
【0022】
図示されているドライバ回路12は、「H」ブリッジとして一般に公知のタイプのものであり、サイド「A」およびサイド「B」として示されている「H」ブリッジのそれぞれの側に2つの電流経路を含む。図示の実施例においては、それぞれの側は、VCCと接地との間に接続された、それぞれの高側ドライバトランジスタ30および32と、それぞれの低側ドライバトランジスタ34および36と、を有する。ドライバトランジスタ30ないし36のゲートはドライブ増幅器40および42に接続され、ボイスコイル制御信号源44からの信号により制御される。ボイスコイル制御信号源44からのボイスコイル制御信号は、増幅器40および42に対して逆に接続されているので、それぞれのドライバトランジスタ30ないし36は、逆に駆動される。このようにして、ボイスコイル20が接続されているノード46および48が存在する反対側の電流経路26および28のそれぞれの電流の差は、ヘッド13を位置決めするボイスコイル20へ供給される電流を表す。
【0023】
トリム可能帰還制御回路50は、電流経路26と、ボイスコイル制御信号源44と、の間に接続され、ドライバ増幅器40および42へ供給される信号を制御する。トリム可能帰還制御回路50は、ドライバ回路12の側Aの電流経路26の駆動電流に比例する帰還電流を発生する働きをする。トリム可能帰還制御回路50が発生する帰還電流は、ヘッド13が所望位置にある時、ボイスコイル制御信号をキャンセルする働きを有し、理想的には、ボイスコイル20の電流を0(または他の所望の休止電流値)へ駆動する。
【0024】
ここでさらに図2を参照すると、上述のトリム可能帰還制御回路50を利用した典型的な回路60が示されている。回路60は、この回路の入力におけるディジタル駆動信号62に従って、駆動信号をボイスコイル20へ供給する。
【0025】
さらに詳述すると、ディジタル入力信号62はディジタルアナログ変換器64によりアナログ信号へ変換され、このアナログ信号はノッチフィルタ66によりフィルタされる。ノッチフィルタ66からの出力は、帰還制御回路50(図示されている一般回路から離れているその部分は、箱50の点線部分内に含まれている)からの出力により修正され、ドライバ増幅器40および42の入力へ供給される。ドライバ増幅器40および42の出力はそれぞれ、上述の図1に示されているように、「H」ブリッジドライバ回路の側AおよびBのそれぞれのドライバトランジスタ回路68および70へ供給される。
【0026】
ドライバトランジスタ回路68からの出力は、後述のミラー回路から得られて、トリム可能帰還制御回路50へ供給され、帰還制御回路50が発生する出力は、ノッチフィルタ66の出力である制御信号から減算される。上述のように、前記帰還回路の目的は、休止状態におけるボイスコイルの電流を強制的に0にする信号を発生することである。
【0027】
図2の回路60内にはまた、オプションのディジタルオフセット制御入力信号74と、オプションの利得範囲制御入力信号76と、が示されている。ディジタルオフセット制御入力信号74は、ディジタルアナログ変換器75によりアナログ信号に変換され、ボイスコイル20へ供給される駆動信号に対して制御可能電圧オフセット値を与え、利得範囲制御回路は、以下に詳述するように帰還制御回路50の利得範囲を変化させる。もしディジタルオフセット制御入力信号74と、利得範囲制御入力信号76と、が用いられるならば、DAC75からの出力は、範囲制御信号76により指定された範囲に従い、減衰器80により適切に減衰されうる。適切に減衰されたオフセット信号は、加算器82においてディジタルVCM制御DAC64からの出力に加算され、その後ノッチフィルタ66へ入力される。
【0028】
電流センシング回路の詳細は、ここで図3の電流センシング回路90をさらに参照することにより示される。図3に示されているドライバ回路の部分は、図1における側Aの部分に対応し、ノード46の上下の電流経路26の電流を鏡映する電流鏡映(ミラー)回路92を示す。さらに詳述すると、ミラー回路92は、高側および低側ドライバトランジスタ30および34のそれぞれのドレインおよびゲートに接続されたドレインおよびゲートを有するミラートランジスタ96および98を含む。高側ドライバトランジスタ30のソースは、増幅器100によりミラートランジスタ96のソースに接続されている。同様にして、低側ドライバトランジスタ34のソースは、増幅器102によりミラートランジスタ98のソースに接続されている。ドライバトランジスタ30および34の幅対長さ比は、約20,000:0.8であり、ミラートランジスタ96および98の幅対長さ比は、約10:0.8である。
【0029】
図示されているように、オプションの利得範囲制御回路104および108は、高側および低側ドライバトランジスタ30および34のゲートと、それらそれぞれの電流ミラートランジスタ96および98のゲートと、の間に接続されている。利得範囲制御回路104および108は、上述の利得範囲制御信号76を受け、例えば、利得範囲制御信号76の値に従って、それぞれのミラートランジスタ96および98に並列に選択的に接続可能である一連のFETデバイス(図示せず)を含みうる。
【0030】
高側および低側ミラートランジスタ96および98をそれぞれ流れる、iHSSAおよびiLSSAで表されている電流は、ミラー回路110内へさらに鏡映される。さらに詳述すると、2つのトランジスタ112および114が、VCCと低側ミラートランジスタ98との間に直列に接続され、これらを通って同じ電流iLSSAが流れる。トランジスタ112および114のドレインとゲートとはそれぞれ相互接続されている。同様にして、2つのトランジスタ116および118が、接地と高側ミラートランジスタ96との間に直列に接続され、これらを通って同じ電流iHSSAが流れる。トランジスタ116および118のドレインとゲートとは、やはりそれぞれ相互接続されている。
【0031】
ミラートランジスタ120および122は、それぞれのトランジスタ112および114の電流を鏡映するように接続され、また同様にして、ミラートランジスタ124および126は、それぞれのトランジスタ116および118の電流とミラー動作するように接続されている。トランジスタ120、122、124、および126を含む電流経路130を流れる電流は、ボイスコイル20に接続されているノード46のそれぞれの側の電流差に近い比例値であることがわかる。電流経路130の電流値は、適切なトランジスタのサイジングを用いるとき、ボイスコイルを流れる電流iCOIL/2000にほぼ等しくすることができる。出力線134上の電流は、図2に関連して上述したように、ボイスコイル20の電流を制御するために帰還される帰還電流を与える。
【0032】
ミラートランジスタとドライバトランジスタとの間の大きいサイズ差、製造公差、および他の因子のために、さらに制御しないと変動する帰還電流の値をさらに制御するために、トリム回路網140および142を備え、それぞれのミラートランジスタ120および126を流れる電流を制御可能にして変化させる。トリム回路網140および142は、図4に詳細に示されており、次にこれを参照する。
【0033】
詳述すると、本発明の実施例によるトリム回路網140および142は、それぞれの低側ミラートランジスタ120および高側ミラートランジスタ126に選択的に並列に接続可能であるいくつかのFETトランジスタを含む。トリム回路網140は、例えば、4つのトランジスタ145ないし148を含み、これらはそれぞれ、ソースをミラートランジスタ120のソースに接続され、ドレインをミラートランジスタ120のドレインに接続された状態で接続されている。トランジスタ145ないし148のゲートは、図示されているEEPROM170のような、プログラム可能デバイスにより制御される、それぞれのスイッチ150ないし153により、ミラートランジスタ120のゲートに選択的に接続されうる。
【0034】
トリム回路網142は、4つのトランジスタ155ないし158を含み、これらはそれぞれ、ソースをミラートランジスタ126のソースに接続され、ドレインをミラートランジスタ126のドレインに接続された状態で接続されている。トランジスタ155ないし158のゲートは、やはりEEPROM170により制御される、それぞれのスイッチ160ないし163により、ミラートランジスタ126のゲートに選択的に接続されうる。
【0035】
上述のように、FETデバイス120および122は、EEPROM回路170のプログラムされた出力により制御される。ミラーデバイス120および126の実効チャネル幅は、このようにしてEEPROM170により制御され、EEPROM170は、センスおよびトリム回路の残部と同じチップ上に構成されうる。通常は、EEPROM170は、工場すなわち製造所において構成される。しかしそれは、もし所望ならば、ユーザによりプログラム可能でありうる。EEPROM170により行われる機能はまた、プログラム可能ヒューズ装置、プログラム可能ゲートデバイスなどのような、他のプログラム可能回路により行われうることが認識されよう。
【0036】
調節可能なFETデバイス120および126は、個々に選択的に、並列に接続されうる複数の異なるサイズに作られたFETデバイスを有することができる。必要とされ、または所望されるセンス電流の調節のアプリケーションおよび分解能に依存して、任意の数のデバイスを用いうることに注意すべきである。本発明は、ボイスコイル20の電流を強制的に0または他の所定の値にすることを意図するものであるが、1つまたはそれ以上のトランジスタの並列回路140および142への選択的スイッチングによる不連続的トリミングは、回路のトリミングにおいて必然的に量子化された段階を与えることにも注意すべきである。従って、スイッチングにより接続可能なトランジスタの数は、電流を等しくしうるための分解能を制御する。図示されている実施例においては、例えば、FETデバイス145ないし148、および155ないし158は、それぞれのサイズ1/1、1/2、1/4、および1/8を有しうる。(示された比は、FETデバイスの幅対長さの比を表す。)これは、±1%の段階サイズを有する±10%のトリム範囲を与える。
【0037】
このようにして、EEPROM170の出力端子上に現れるプログラム可能状態に依存して、FETデバイス145ないし148、および155ないし158の選択されたものは、EEPROM170により選択的に制御されないFETデバイス120および126と共にターンオンされる。正常状態またはデフォルト状態においては、通常、FETデバイス145ないし148、および155ないし158の1つまたはそれ以上がターンオンされ、正常状態から減少した電流搬送能力を得る柔軟性を可能としていることに注意すべきである。このようにして、例えば、FETデバイス148および158は、通常はミラートランジスタ120および126と本質的に並列をなすデフォルトまたは初期オン状態にありうる。このようにして、もしもっと小さい帰還電流134が望ましければ、FET148および158をターンオフし、FETミラートランジスタ120および126のみをターンオンしたままとすればよい。あるいは、もしもっと大きい帰還電流134が望ましければ、残りのFETトランジスタ145ないし147、および155ないし157の1つまたはそれ以上を必要に応じてターンオンすればよい。
【0038】
本発明を、ある程度詳細に説明し、かつ図示したが、本開示は例に関してのみ行われたものであること、および当業者によれば、特許請求の範囲により定められる本発明の精神および範囲から逸脱することなく、部品の組合せおよび配置においてさまざまな変更が行われうること、を理解すべきである。
【0039】
以上の説明に関して更に以下の項を開示する。
(1)ディスクドライブのヘッドを位置決めするボイスコイルへ駆動電流を供給する方法であって、
前記ボイスコイルへ供給される第1電流を測定するステップと、
該第1電流を鏡映し、該第1電流に比例するセンス電流を供給するステップと、
前記センス電流を用いて帰還回路における前記第1電流の大きさを修正し前記ヘッドを所望位置の近くへ位置決めするステップと、
前記センス電流を所望の大きさにさらに厳密に等しくなるように調節し前記ヘッドを前記所望位置へさらに接近させて位置決めするステップと、
を含む、前記方法。
【0040】
(2)前記センス電流を調節する前記ステップが、パワートランジスタの電流を鏡映するように接続された能動デバイスに並列な電流経路を有する、少なくとも1つの能動デバイスを選択的に接続するステップを含む、第1項記載の方法。
【0041】
(3)パワートランジスタの電流を鏡映するように接続された能動デバイスに並列な電流経路を有する、少なくとも1つの能動デバイスを選択的に接続する前記ステップが、第1チャネル幅対長さ比を有するトリムFETを、第2チャネル幅対長さ比を有する電流ミラーFETに並列に、選択的に接続するステップを含む、第2項記載の方法。
【0042】
(4)前記センス電流を調節する前記ステップが、パワートランジスタの電流を鏡映するように接続された能動デバイスに並列な電流経路を有する、少なくとも1つの能動デバイスをプログラム可能に接続するステップを含む、第1項記載の方法。
【0043】
(5)パワートランジスタの電流を鏡映するように接続された能動デバイスに並列な電流経路を有する、少なくとも1つの能動デバイスをプログラム可能に接続する前記ステップが、第1チャネル幅対長さ比を有する少なくとも1つのトリムFETを、第2チャネル幅対長さ比を有する電流ミラーFETに並列に、プログラム可能に接続するステップを含む、第4項記載の方法。
(6)前記帰還回路の利得を変化させるステップをさらに含む、第1項記載の方法。
【0044】
(7)ディスクドライブシステムのヘッドを位置決めするボイスコイルを動作させるように接続されうる回路であって、
前記ボイスコイルを流れる電流を制御するドライバ回路と、
前記電流の経路のそれぞれにおける電流を検知して制御するための複数のセンス電流回路と、
該センス電流回路の少なくとも1つを調節するために接続され、前記ヘッドを所望位置へ位置決めする前記ボイスコイルを流れる電流を制御する、プログラム可能な回路と、
を含む、前記回路。
【0045】
(8)前記センス電流回路がFETデバイスを含む、第7項記載の回路。
(9)前記FETデバイスが並列に接続され、前記プログラム可能な回路が前記FETデバイスをプログラム可能に選択して該FETデバイスにより与えられる実効チャネル幅を制御する、第8項記載の回路。
【0046】
(10)第1チャネル幅対長さ比を有するトリムFETを、第2チャネル幅対長さ比を有する電流ミラーFETに並列に、選択的に接続することにより、前記FETデバイスが並列に接続され、前記プログラム可能な回路が前記FETデバイスをプログラム可能に選択して該FETデバイスにより与えられる実効チャネル幅を制御する、第8項記載の回路。
【0047】
(11)ディスクドライブシステムのヘッドを位置決めするボイスコイルへ駆動信号を供給するドライバ回路において、
それぞれが供給電圧と基準電位との間に接続されている第1および第2電流経路であって、それぞれの該電流経路が2つのドライバトランジスタを含み、前記ボイスコイルが、それぞれの電流経路内の前記ドライバトランジスタの間に接続可能である、前記第1および第2電流経路と、
複数のセンシングトランジスタであって、それぞれの該センシングトランジスタが、それぞれの電流経路内の関連したドライバトランジスタの鏡映される電流を鏡映するミラー電流を発生するように接続されている、前記複数のセンシングトランジスタと、
前記センシングトランジスタの前記ミラー電流に応答して、それぞれの電流経路内の前記関連したドライバトランジスタの前記電流の振幅を制御する回路と、少なくとも1つのトリムトランジスタのそれぞれが、前記センシングトランジスタのそれぞれの1つに並列に接続された、前記少なくとも1つのトリムトランジスタと、
前記少なくとも1つのトリムトランジスタを選択的に起動して、該少なくとも1つのトリムトランジスタが関連している前記センシングトランジスタが関連した前記電流経路の前記鏡映される電流の振幅を調節するように接続された、プログラム可能な回路と、
を含む、前記ドライバ回路。
【0048】
(12)前記センシングトランジスタおよび前記トリムトランジスタがFETデバイスである、第11項記載のドライバ回路。
(13)前記第1および第2電流経路が、「H」ブリッジ構成をなして前記ボイスコイルと接続されている、第11項記載のドライバ回路。
【0049】
(14)回転形データ媒体と、
該回転形データ媒体から少なくともデータを読取るために選択的に位置決め可能である、少なくとも1つのヘッドと、
該ヘッドをボイスコイルの電流に応答して位置決めする該ボイスコイルと、
それぞれが供給電圧と基準電位との間に接続されている第1および第2電流経路であって、それぞれの該電流経路が2つのドライバトランジスタを含み、それぞれの前記電流経路内の該ドライバトランジスタのそれぞれの間のノードが、前記ボイスコイルのそれぞれの端部に接続されている、前記第1および第2電流経路と、
複数のセンシングトランジスタのそれぞれが、ミラー電流を生じるように接続されており、該ミラー電流が、それぞれの電流経路内の関連したドライバトランジスタの鏡映される電流を鏡映する、前記複数のセンシングトランジスタと、
前記センシングトランジスタの前記ミラー電流に応答して、それぞれの電流経路内の前記関連したドライバトランジスタの前記電流の振幅を制御する回路と、
前記センシングトランジスタのそれぞれの1つに並列に接続された少なくとも1つのトリムトランジスタと、
該少なくとも1つのトリムトランジスタを選択的に起動するために接続され、該少なくとも1つのトリムトランジスタが関連している前記センシングトランジスタが関連した電流経路の鏡映される電流の振幅を調節する、プログラム可能な回路と、
を含む、ハードディスクドライブシステム。
【0050】
(15)前記センシングトランジスタおよび前記トリムトランジスタがFETデバイスである、第14項記載のハードディスクドライブシステム。
(16)前記複数の電流経路が、「H」構成をなして前記ボイスコイルと接続されている、第14項記載のハードディスクドライブシステム。
【0051】
(17)ディスクドライブ14のヘッド13を位置決めするボイスコイル20へ駆動電流を供給する回路12および方法は、ボイスコイル20を流れる電流を制御するドライバ回路68、70と、ドライバ回路12の電流経路26の電流を検知して制御するための、FETデバイス112、114、116、118を含みうる少なくとも1つのセンス電流回路92と、を含む。プログラム可能な回路170が、センス電流回路112、114、または116、118の少なくとも1つを調節するように接続され、ヘッド13を所望位置へ位置決めするボイスコイル20を流れる電流を制御する。トリム能力が、例えば、ドライバ回路12の電流経路の1つ26の電流を鏡映するために接続されたFETでありうる電流鏡映FET120、126に、選択的に並列に接続されうる1つまたはそれ以上のトリムFET145ないし148、155ないし158を備えることにより実現される。そのような選択的接続により、FETデバイス120、145ないし148、または126、155ないし158が生じる実効チャネル幅が選択的に得られるので、ボイスコイル20の電流、従って、ボイスコイル20により制御されるヘッド13の位置は調節可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例による、ディスクドライブシステムにおけるボイスコイルのヘッド位置決め電流を制御するための、トリム可能な電流センシング回路を組み込んだディスクドライブシステムの部分の電気的概略図。
【図2】本発明の実施例による、図1のディスクドライブシステムにおいて用いられるタイプのトリム回路の典型的構成の電気的概略図。
【図3】本発明の実施例による、図2のディスクドライブシステムにおいて用いられるタイプのトリム回路および典型的なFETミラー回路の構成の電気的概略図。
【図4】本発明の実施例による、図3のFETミラー回路と共用されるトリム回路の電気的概略図。
【符号の説明】
12 ボイスコイルドライバ回路
13 読書きヘッド
14 ディスクドライブシステム
20 ボイスコイル
26 電流経路
68 ドライバトランジスタ回路
70 ドライバトランジスタ回路
92 電流鏡映回路
112 トランジスタ
114 トランジスタ
116 トランジスタ
118 トランジスタ
170 EEPROM
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an improved driver circuit and method for a voice coil of the type used to move a read / write head in a disk drive of the type used in a computer system, and more particularly to a power driver transistor for a voice coil in a disk drive system. Current sensing accuracy for voice coils in a disk drive system and for head positioning controlled thereby (accuracy) The present invention relates to an improved circuit and method.
[0002]
[Prior art]
Typical disk drives, such as those used for floppy disks, hard disks, and CD-ROM disks used in personal computers and the like, have one or more rotating disks on which data is selected. Can be recorded and read automatically. Typically, a CD-ROM has one or more rotating discs on which data is optically pre-recorded and can only be read. Recently, however, a CD-ROM system that can write data to an optical disk has been introduced, nevertheless it is called "CD-ROM". However, in all such disk drives, one or more heads are provided which record and read data in the case of magnetic disks and simply detect data in the case of CD-ROM drives. In either case, the heads are typically carried by an arm structure that can be selectively positioned into one of a number of circular data paths located at different radial positions of the disk from the spindle carrying the disk. Is done.
[0003]
The arm carrying the head, and thus the head itself, is moved along a line extending across the disk radius by a so-called “voice coil”. By supplying a current of known magnitude and polarity to the voice coil, the head can be selectively positioned with respect to the disk anywhere on the line.
[0004]
In a typical system, the current to the voice coil is controlled by a current driver circuit that includes four driver transistors. These driver transistors are, for example, supply voltage or V CC FET device connected to form an “H” bridge between the two and the ground, the voice coil is connected between the “H” legs, and each driver transistor is each “H” upright What is necessary is just to be connected to the part. FET devices connected to the supply voltage and to each side of the voice coil are commonly referred to as “high-side drivers”, and FET devices connected between each side of the voice coil and ground are , Commonly referred to as “low-side driver”. Each high side driver and low side driver of each leg of the driver is typically controlled by two oppositely driven power amplifiers.
[0005]
The most common approach to controlling head movement uses a sense resistor in series with the voice coil to sense the current through the voice coil. The sensed current is fed back to the driver amplifier so that the voice coil current can be accurately controlled. The use of a sense FET to sense the coil current reduces the resistive drop in the voice coil, which allows the user to supply more current to the coil.
[0006]
That is, an FET device can be connected to mirror the current of the power transistor as a current mirror to detect the current flowing through the power transistor in the current path of the motor. These mirror transistors are typically made small compared to the size of the power transistor, and the ratio is typically 15/1. However, while it is desirable to make the mirror transistor very small compared to the power transistor, as the size ratio increases, design tolerances between the various mirror transistors become inaccurate.
[0007]
Nevertheless, the use of such FET mirror devices often degrades accuracy because of the large size difference between the power device and the mirror device. Normally, the current through one transistor can be mirrored to another transistor with relatively good accuracy if the devices are of similar size. However, in voice coil applications, several amperes of current flow through the primary device in the power FET device and a large ratio (eg, on the order of 1500: 1) between the power FET and the mirror device. It is desirable to use it. If a small ratio is used, a large amount of power is wasted in the control circuit due to the large current in the mirror device. However, when using a mirror ratio on the order of 1500: 1, the accuracy of the mirror is not very good and can be expected to be large and vary from device to device.
[0008]
Furthermore, the voice coil drive circuit may require multiple gain ranges, eg, three or more ranges, depending on the particular system. These gain ranges allow the DAC that controls the voice coil loop to operate with equal accuracy over several ranges of coil current. That is, if sense FET technology is used, many voice coils increase the gain of the feedback current because the feedback current becomes smaller and possibly inaccurate as the coil current approaches zero. In this way, the current mirror in the feedback block is not forced to handle currents from a few microamperes to a few hundred microamperes. This helps to match the current mirror and thus helps for accuracy of current control. That is, in the past, current mirror operation of the drive transistor has been inaccurate, especially at the low current levels experienced in variable gain voice coil drive circuits.
[0009]
Therefore, what is needed is a circuit and method that provides sensing current accuracy with a relatively small size mirror transistor that can be used with a circuit that provides multiple gain ranges in which the feedback circuit operates if desired. .
[0010]
[Problems to be solved by the invention]
Accordingly, an object of the present invention is to provide a circuit and a method for realizing the accuracy of sensing current in a voice coil driving circuit by using a mirror transistor having a relatively small size.
[0011]
Another object of the present invention is to provide a circuit and method of the type described above that can be used with a circuit that provides multiple gain ranges in which the feedback circuit operates if desired.
[0012]
These and other objects, features and advantages of the present invention will become apparent to those skilled in the art from the following detailed description when read in conjunction with the accompanying drawings and appended claims.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
A general feature of the present invention is that it provides a method of supplying drive current to a voice coil that positions a head of a disk drive. The method includes measuring a first current supplied to the voice coil and mirroring the first current to provide a sense current proportional to the first current. The method also modifies the magnitude of the first current in a feedback circuit using the sense current to position the head near a desired position, and more precisely equals the sense current to the desired magnitude. Adjusting and positioning the head closer to the desired position. The current can be adjusted, for example, to force the current of the voice coil coil as close to 0 as possible when the head is disposed at the desired position.
[0014]
The step of adjusting the sense current may be performed by selectively connecting at least one active device having a current path in parallel with the active device connected to mirror the power transistor current. This can be done, for example, by selectively connecting a trim FET having a first channel width to length ratio in parallel with a current mirror FET having a second channel width to length ratio. The step of adjusting the sense current can be performed, if desired, by selecting or deselecting the trim FET to force the current as close as possible to the desired current by programmable means. This method can be used in an environment where the gain of the driver circuit is variable.
[0015]
Another general feature of the present invention is that it provides a circuit that can be connected to operate a voice coil that positions the head of a disk drive system. The circuit includes a driver circuit that controls the current flowing through the voice coil and at least one sense current circuit that may include a FET device for sensing and controlling the current in the respective current path of the driver circuit. A programmable circuit is connected to adjust at least one of the sense current circuits and controls the current through the voice coil that positions the head to a desired position.
[0016]
Trimming capability includes, for example, one or more trim FETs that can be selectively connected in parallel to a current sensing FET, which can be an FET connected to mirror one current in the current path of the driver circuit. Realized by providing. Such selective connection allows the effective channel width that the FET device produces to be selectively obtained so that the current of the voice coil, and thus the position of the head controlled by the voice coil, can be adjusted.
[0017]
Yet another general feature of the present invention is the provision of a driver circuit that provides a drive signal to a voice coil that positions the head of a disk drive system. The driver circuit includes first and second current paths, each connected between a supply voltage and a reference potential. Each current path has two driver transistors, and a voice coil can be connected between these driver transistors in each current path. At least one sensing transistor is connected to generate a mirror current that mirrors with the current of the associated driver transistor. A circuit responsive to the sensing transistor mirror current is provided to control the amplitude of the current of the associated driver transistor in each current path. At least one trim transistor is connected in parallel to each one of the sensing transistors and provided with a programmable circuit connected to selectively activate at least one trim transistor, the at least one trim transistor The sensing transistor to which the transistor is associated adjusts the amplitude of the current that mirrors the associated current path.
[0018]
Another general feature of the present invention is that it provides a disk drive system. The disk drive system includes a rotating data medium that can be a magnetic floppy disk, magnetic hard disk, CD-ROM, or the like. At least one head is selectively positionable for reading at least data from the rotating data medium, and a voice coil is arranged for positioning the head in response to the current of the voice coil. The first and second current paths are each connected between a supply voltage and a reference potential. Each current path includes two driver transistors, and a node between each of these driver transistors in each current path is connected to a respective end of the voice coil. A plurality of sensing transistors are respectively connected to generate a mirror current, and the mirror current mirrors with a mirroring current of an associated driver transistor in each current path, and responds to the mirror current of the sensing transistor. Circuitry controls the amplitude of the current of the associated driver transistor in each current path. At least one trim transistor is connected in parallel to each one of the sensing transistors, and a programmable circuit is connected to selectively activate at least one trim transistor, and at least one trim transistor is associated The sensing transistor that adjusts the amplitude of the current that mirrors the associated current path.
[0019]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The present invention is illustrated in the accompanying drawings, wherein like reference numerals are used to refer to like or similar parts throughout the various views of the drawings.
Referring now to FIG. 1, an electrical schematic diagram 10 of the portion of the voice coil driver circuit 12 that positions the read / write head 13 of the disk drive system 14 is shown. Although the illustrated disk drive system 14 is of the type typically used in connection with hard disk drives, the present invention is not limited to other disk drive systems, CD-ROM systems, and the like. It should be understood that the same applies to a type of disk drive system.
[0020]
The illustrated disk drive system 14 includes a rotating media 16, which can be, for example, a rotating platter having a magnetic media formed thereon. The rotating medium 16 can be rotated by a three-phase, multi-phase, DC motor system (not shown) controlled by a disk control circuit 18.
[0021]
The head 13 is moved to a selected position along the radius of the rotating medium 16 by the control arm 18, and is similarly moved in the lateral direction by the current supplied to the voice coil 20. Data written to or read from the rotating media 16 by the head 13 is controlled by a data circuit 22 that is controlled by an associated computer not shown. The disk drive assembly, in particular the voice coil 20, can be provided away from the driver circuit 12 to which it is connected.
[0022]
The driver circuit 12 shown is of the type commonly known as an “H” bridge and has two current paths on each side of the “H” bridge, shown as side “A” and side “B”. including. In the illustrated embodiment, each side is V CC Having a respective high side driver transistor 30 and 32 and a respective low side driver transistor 34 and 36 connected between and ground. The gates of the driver transistors 30 to 36 are connected to drive amplifiers 40 and 42 and controlled by a signal from a voice coil control signal source 44. Since the voice coil control signal from the voice coil control signal source 44 is connected in reverse to the amplifiers 40 and 42, the respective driver transistors 30 to 36 are driven in reverse. In this way, the difference between the currents in the opposite current paths 26 and 28 where the nodes 46 and 48 to which the voice coil 20 is connected exists is the current supplied to the voice coil 20 that positions the head 13. To express.
[0023]
Trimmable feedback control circuit 50 is connected between current path 26 and voice coil control signal source 44 and controls the signals supplied to driver amplifiers 40 and 42. The trimmable feedback control circuit 50 serves to generate a feedback current proportional to the drive current of the current path 26 on the side A of the driver circuit 12. The feedback current generated by the trimmable feedback control circuit 50 has a function of canceling the voice coil control signal when the head 13 is at a desired position. Ideally, the current of the voice coil 20 is reduced to 0 (or other value). To a desired quiescent current value).
[0024]
With further reference now to FIG. 2, an exemplary circuit 60 utilizing the trimmable feedback control circuit 50 described above is shown. The circuit 60 supplies a drive signal to the voice coil 20 in accordance with a digital drive signal 62 at the input of this circuit.
[0025]
More specifically, the digital input signal 62 is converted into an analog signal by a digital / analog converter 64, and the analog signal is filtered by a notch filter 66. The output from the notch filter 66 is modified by the output from the feedback control circuit 50 (the portion away from the general circuit shown is contained within the dotted portion of the box 50), and the driver amplifier 40 and 42 input. The outputs of driver amplifiers 40 and 42 are supplied to driver transistor circuits 68 and 70, respectively, on sides A and B of the “H” bridge driver circuit, as shown in FIG. 1 above.
[0026]
The output from the driver transistor circuit 68 is obtained from a mirror circuit, which will be described later, and is supplied to the trimmable feedback control circuit 50. The output generated by the feedback control circuit 50 is subtracted from the control signal that is the output of the notch filter 66. The As mentioned above, the purpose of the feedback circuit is to generate a signal that forces the voice coil current to zero in the rest state.
[0027]
Also shown in circuit 60 of FIG. 2 is an optional digital offset control input signal 74 and an optional gain range control input signal 76. The digital offset control input signal 74 is converted into an analog signal by the digital / analog converter 75 and gives a controllable voltage offset value to the drive signal supplied to the voice coil 20, and the gain range control circuit will be described in detail below. Thus, the gain range of the feedback control circuit 50 is changed. If a digital offset control input signal 74 and a gain range control input signal 76 are used, the output from the DAC 75 can be appropriately attenuated by the attenuator 80 according to the range specified by the range control signal 76. The appropriately attenuated offset signal is added to the output from the digital VCM control DAC 64 in the adder 82 and then input to the notch filter 66.
[0028]
Details of the current sensing circuit will now be shown by further reference to the current sensing circuit 90 of FIG. The portion of the driver circuit shown in FIG. 3 corresponds to the portion of side A in FIG. 1 and mirrors the current in the current path 26 above and below the node 46. (mirror) A circuit 92 is shown. More specifically, mirror circuit 92 includes mirror transistors 96 and 98 having drains and gates connected to the drains and gates of high and low side driver transistors 30 and 34, respectively. The source of the high side driver transistor 30 is connected to the source of the mirror transistor 96 by the amplifier 100. Similarly, the source of the low side driver transistor 34 is connected to the source of the mirror transistor 98 by the amplifier 102. The width to length ratio of driver transistors 30 and 34 is about 20,000: 0.8, and the width to length ratio of mirror transistors 96 and 98 is about 10: 0.8.
[0029]
As shown, optional gain range control circuits 104 and 108 are connected between the gates of high and low side driver transistors 30 and 34 and the gates of their respective current mirror transistors 96 and 98. ing. Gain range control circuits 104 and 108 receive a gain range control signal 76 as described above and are a series of FETs that can be selectively connected in parallel to respective mirror transistors 96 and 98, for example, according to the value of gain range control signal 76. A device (not shown) may be included.
[0030]
Flows through high-side and low-side mirror transistors 96 and 98, respectively, i HSSA And i LSSA Is further mirrored into the mirror circuit 110. More specifically, two transistors 112 and 114 are connected to V CC And low-side mirror transistor 98 are connected in series, through which the same current i LSSA Flows. The drains and gates of transistors 112 and 114 are interconnected. Similarly, two transistors 116 and 118 are connected in series between ground and high-side mirror transistor 96 through which the same current i HSSA Flows. The drains and gates of transistors 116 and 118 are also interconnected, respectively.
[0031]
Mirror transistors 120 and 122 are connected to mirror the currents of respective transistors 112 and 114, and similarly, mirror transistors 124 and 126 are mirrored with the currents of respective transistors 116 and 118. It is connected. It can be seen that the current flowing through the current path 130 including the transistors 120, 122, 124 and 126 is a proportional value close to the current difference on each side of the node 46 connected to the voice coil 20. The current value in current path 130 is determined by the current i flowing through the voice coil when using appropriate transistor sizing. COIL Can be approximately equal to / 2000. The current on output line 134 provides a feedback current that is fed back to control the current in voice coil 20, as described above in connection with FIG.
[0032]
Trim networks 140 and 142 are provided to further control the value of the feedback current that would otherwise fluctuate due to large size differences, manufacturing tolerances, and other factors between the mirror transistor and the driver transistor, The current flowing through each mirror transistor 120 and 126 is controlled and varied. Trim networks 140 and 142 are shown in detail in FIG. 4 and will now be referenced.
[0033]
Specifically, trim networks 140 and 142 according to embodiments of the present invention include a number of FET transistors that can be selectively connected in parallel to respective low-side mirror transistor 120 and high-side mirror transistor 126. Trim network 140 includes, for example, four transistors 145-148, each connected with its source connected to the source of mirror transistor 120 and its drain connected to the drain of mirror transistor 120. The gates of transistors 145-148 can be selectively connected to the gate of mirror transistor 120 by respective switches 150-153 controlled by a programmable device, such as the illustrated EEPROM 170.
[0034]
Trim network 142 includes four transistors 155-158, each connected with its source connected to the source of mirror transistor 126 and its drain connected to the drain of mirror transistor 126. The gates of transistors 155-158 can be selectively connected to the gate of mirror transistor 126 by respective switches 160-163, also controlled by EEPROM 170.
[0035]
As described above, FET devices 120 and 122 are controlled by the programmed output of EEPROM circuit 170. The effective channel width of the mirror devices 120 and 126 is thus controlled by the EEPROM 170, which can be configured on the same chip as the rest of the sense and trim circuitry. Normally, the EEPROM 170 is configured in a factory or manufacturing site. However, it can be programmable by the user if desired. It will be appreciated that the functions performed by the EEPROM 170 may also be performed by other programmable circuits, such as programmable fuse devices, programmable gate devices, and the like.
[0036]
The adjustable FET devices 120 and 126 can have a plurality of differently sized FET devices that can be selectively and individually connected in parallel. It should be noted that any number of devices can be used, depending on the sense current regulation application and resolution required or desired. The present invention is intended to force the voice coil 20 current to zero or some other predetermined value, but by selective switching of one or more transistors to parallel circuits 140 and 142. It should also be noted that discontinuous trimming necessarily provides a quantized stage in circuit trimming. Therefore, the number of transistors that can be connected by switching controls the resolution for equalizing the current. In the illustrated embodiment, for example, FET devices 145 to 148 and 155 to 158 may have respective sizes of 1/1, 1/2, 1/4, and 1/8. (The ratio shown represents the width-to-length ratio of the FET device.) This gives a trim range of ± 10% with a step size of ± 1%.
[0037]
Thus, depending on the programmable state appearing on the output terminal of the EEPROM 170, selected ones of the FET devices 145 to 148, and 155 to 158, together with the FET devices 120 and 126 that are not selectively controlled by the EEPROM 170. Turned on. Note that in the normal or default state, one or more of the FET devices 145-148 and 155-158 are typically turned on, allowing the flexibility to obtain reduced current carrying capability from the normal state. Should. In this way, for example, FET devices 148 and 158 can be in a default or initially on state, which is typically essentially in parallel with mirror transistors 120 and 126. In this way, if a smaller feedback current 134 is desired, FETs 148 and 158 may be turned off and only FET mirror transistors 120 and 126 remain turned on. Alternatively, if a larger feedback current 134 is desired, one or more of the remaining FET transistors 145-147 and 155-157 may be turned on as needed.
[0038]
Although the present invention has been described and illustrated in some detail, the disclosure has been made with respect to examples only and, according to one of ordinary skill in the art, from the spirit and scope of the invention as defined by the claims. It should be understood that various changes can be made in the combination and arrangement of parts without departing.
[0039]
The following items are further disclosed with respect to the above description.
(1) A method of supplying a drive current to a voice coil for positioning a head of a disk drive,
Measuring a first current supplied to the voice coil;
Mirroring the first current and providing a sense current proportional to the first current;
Modifying the magnitude of the first current in a feedback circuit using the sense current to position the head near a desired position;
Adjusting the sense current to be more precisely equal to a desired magnitude and positioning the head closer to the desired position;
Said method.
[0040]
(2) the step of adjusting the sense current includes selectively connecting at least one active device having a current path in parallel with the active device connected to mirror the current of the power transistor; The method according to claim 1.
[0041]
(3) the step of selectively connecting at least one active device having a current path in parallel with the active device connected to mirror the current of the power transistor, wherein the step of: 3. The method of claim 2, comprising selectively connecting a trim FET having a parallel to a current mirror FET having a second channel width to length ratio.
[0042]
(4) The step of adjusting the sense current includes programmably connecting at least one active device having a current path in parallel with the active device connected to mirror the current of the power transistor. The method according to claim 1.
[0043]
(5) the step of programmably connecting at least one active device having a current path in parallel with the active device connected to mirror the current of the power transistor, wherein the first channel width to length ratio is 5. The method of claim 4, comprising programmably connecting at least one trim FET having a parallel to a current mirror FET having a second channel width to length ratio.
(6) The method according to the first item, further including a step of changing a gain of the feedback circuit.
[0044]
(7) a circuit that can be connected to operate a voice coil that positions the head of the disk drive system,
A driver circuit for controlling a current flowing through the voice coil;
A plurality of sense current circuits for detecting and controlling the current in each of the current paths;
A programmable circuit connected to regulate at least one of the sense current circuits and controlling a current flowing through the voice coil to position the head in a desired position;
Including the circuit.
[0045]
(8) The circuit according to item 7, wherein the sense current circuit includes an FET device.
9. The circuit of claim 8, wherein the FET devices are connected in parallel and the programmable circuit programmably selects the FET device to control the effective channel width provided by the FET device.
[0046]
(10) The FET device is connected in parallel by selectively connecting a trim FET having a first channel width to length ratio in parallel with a current mirror FET having a second channel width to length ratio. 9. The circuit of claim 8, wherein the programmable circuit programmably selects the FET device to control an effective channel width provided by the FET device.
[0047]
(11) In a driver circuit for supplying a drive signal to a voice coil for positioning a head of a disk drive system,
First and second current paths, each connected between a supply voltage and a reference potential, each current path including two driver transistors, wherein the voice coils are connected in respective current paths; The first and second current paths connectable between the driver transistors;
A plurality of sensing transistors, each sensing transistor being connected to generate a mirror current that mirrors a mirrored current of an associated driver transistor in a respective current path; A sensing transistor;
In response to the mirror current of the sensing transistor, a circuit that controls the amplitude of the current of the associated driver transistor in a respective current path, and at least one trim transistor is connected to each one of the sensing transistors. Said at least one trim transistor connected in parallel to one another;
The at least one trim transistor is selectively activated to connect the sensing transistor to which the at least one trim transistor is associated to adjust the amplitude of the mirrored current in the associated current path. Programmable circuit,
Including the driver circuit.
[0048]
(12) The driver circuit according to item 11, wherein the sensing transistor and the trim transistor are FET devices.
(13) The driver circuit according to the eleventh aspect, wherein the first and second current paths are connected to the voice coil in an “H” bridge configuration.
[0049]
(14) a rotary data medium;
At least one head that is selectively positionable for reading at least data from the rotating data medium;
The voice coil for positioning the head in response to the current of the voice coil;
First and second current paths each connected between a supply voltage and a reference potential, each current path including two driver transistors, each of the driver transistors in the current path being The first and second current paths, each having a node connected to a respective end of the voice coil;
Each of the plurality of sensing transistors is connected to produce a mirror current, the mirror current mirroring a mirrored current of an associated driver transistor in the respective current path. When,
A circuit for controlling an amplitude of the current of the associated driver transistor in a respective current path in response to the mirror current of the sensing transistor;
At least one trim transistor connected in parallel to each one of the sensing transistors;
Programmable to selectively activate the at least one trim transistor and to adjust the amplitude of the mirrored current of the current path to which the sensing transistor with which the at least one trim transistor is associated is associated The circuit and
Including hard disk drive system.
[0050]
(15) The hard disk drive system according to item 14, wherein the sensing transistor and the trim transistor are FET devices.
(16) The hard disk drive system according to (14), wherein the plurality of current paths are connected to the voice coil in an “H” configuration.
[0051]
(17) A circuit 12 and a method for supplying a drive current to the voice coil 20 for positioning the head 13 of the disk drive 14 include a driver circuit 68 and 70 for controlling a current flowing through the voice coil 20, and a current path 26 of the driver circuit 12. And at least one sense current circuit 92, which may include FET devices 112, 114, 116, 118 for sensing and controlling the current of the current. A programmable circuit 170 is connected to adjust at least one of the sense current circuits 112, 114, or 116, 118 to control the current through the voice coil 20 that positions the head 13 to a desired position. The trim capability may be selectively connected in parallel to current mirror FETs 120, 126, which may be, for example, FETs connected to mirror one of the current paths 26 of the driver circuit 12. This is realized by providing further trim FETs 145 to 148 and 155 to 158. Such selective connection selectively provides the effective channel width that the FET devices 120, 145 to 148, or 126, 155 to 158 are produced, so that the current of the voice coil 20 and hence the voice coil 20 is controlled. The position of the head 13 can be adjusted.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an electrical schematic diagram of a portion of a disk drive system incorporating a trimmable current sensing circuit for controlling a voice coil head positioning current in the disk drive system, according to an embodiment of the present invention.
2 is an electrical schematic diagram of an exemplary configuration of a trim circuit of the type used in the disk drive system of FIG. 1, in accordance with an embodiment of the present invention.
3 is an electrical schematic diagram of a configuration of a trim circuit and a typical FET mirror circuit of the type used in the disk drive system of FIG. 2, in accordance with an embodiment of the present invention.
4 is an electrical schematic diagram of a trim circuit shared with the FET mirror circuit of FIG. 3, in accordance with an embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
12 Voice coil driver circuit
13 Read / write head
14 Disk drive system
20 Voice coil
26 Current path
68 Driver transistor circuit
70 Driver transistor circuit
92 Current mirror circuit
112 transistor
114 transistor
116 transistor
118 transistor
170 EEPROM

Claims (2)

ディスクドライブシステムのヘッドを位置決めするボイスコイルを動作させるために接続される回路であって、
前記ボイスコイル内に流れる第1の電流経路における第1の電流と第2の電流経路における第2の電流経路とを制御するドライバ回路と、
前記第1の電流経路の前記第1の電流と前記第2の電流経路の前記第2の電流とを検知すると共に制御する複数のセンス電流回路と、
前記センス電流回路の少なくとも1つを調整するために接続されるプログラム可能な回路であって、前記ヘッドを所望位置へ位置決めするために前記ボイスコイル内に流れる電流を制御する前記プログラム可能な回路と、
を含み、
前記センス電流回路は複数のFETデバイスを含み、
前記FETデバイスのそれぞれは並列に接続されており、
前記プログラム可能な回路は、前記FETデバイスをプログラムで選択して、前記FETデバイスによって与えられた実効チャネル幅を制御する、
前記ボイスコイルを動作させるために接続される回路。
A circuit connected to operate a voice coil for positioning a head of a disk drive system,
A driver circuit for controlling a first current path in a first current path and a second current path in a second current path flowing in the voice coil;
A plurality of sense current circuits for detecting and controlling the first current in the first current path and the second current in the second current path ;
A programmable circuit connected to regulate at least one of the sense current circuits, the programmable circuit controlling a current flowing in the voice coil to position the head in a desired position; ,
Only including,
The sense current circuit includes a plurality of FET devices;
Each of the FET devices is connected in parallel,
The programmable circuit programmatically selects the FET device to control the effective channel width provided by the FET device.
A circuit connected to operate the voice coil.
ディスクドライブシステムのヘッドを位置決めするボイスコイルを動作させるために接続される回路であって、
前記ボイスコイル内に流れる第1の電流経路における第1の電流と第2の電流経路における第2の電流経路とを制御するドライバ回路と、
前記第1の電流経路の前記第1の電流と前記第2の電流経路の前記第2の電流とを検知すると共に制御する複数のセンス電流回路と、
前記センス電流回路の少なくとも1つを調整するために接続されるプログラム可能な回路であって、前記ヘッドを所望位置へ位置決めするために前記ボイスコイル内に流れる電流を制御する前記プログラム可能な回路と、
を含み、
前記センス電流回路は複数のFETデバイスを含み、
前記FETデバイスのそれぞれは並列に接続されており、
前記プログラム可能な回路は、第1のチャネル幅対長さ比を有するトリムFETを第2のチャネル幅対長さ比を有するFETに並列に選択的に接続することによって、前記FETデバイスをプログラムで選択して、前記FETデバイスによって与えられた実効チャネル幅を制御する、
前記ボイスコイルを動作させるために接続される回路。
A circuit connected to operate a voice coil for positioning a head of a disk drive system,
A driver circuit for controlling a first current path in a first current path and a second current path in a second current path flowing in the voice coil;
A plurality of sense current circuits for detecting and controlling the first current in the first current path and the second current in the second current path ;
A programmable circuit connected to regulate at least one of the sense current circuits, the programmable circuit controlling a current flowing in the voice coil to position the head in a desired position; ,
Only including,
The sense current circuit includes a plurality of FET devices;
Each of the FET devices is connected in parallel,
The programmable circuit programmatically connects the FET device by selectively connecting a trim FET having a first channel width to length ratio in parallel with an FET having a second channel width to length ratio. Select to control the effective channel width provided by the FET device;
A circuit connected to operate the voice coil.
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