JP4138402B2 - Magnetic disk storage system - Google Patents

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Description

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

Claims (9)

磁気ディスクを回転させる第1モータと、
該第1モータにより回転される磁気ディスク上の記憶トラックに対して情報のリードを行なう磁気ヘッドと、
該磁気ヘッドを上記ディスク上にて移動させる第2モータと、
第2モータのコイルに流す電流を制御する電界効果型トランジスタを含み、通常動作時に第1電流指令値に従って前記トランジスタのゲート電圧を制御して磁気ヘッドの移動を行なう第2モータ駆動回路と、
電源遮断時に該第2モータ駆動回路に対する第2電流指令値を生成可能な制御回路と、電源電圧もしくは上記第1モータのコイルに発生する逆起電圧を整流した電圧を昇圧可能な昇圧回路とを具備し、
上記制御回路は、レジスタと減算回路とを備え、
上記制御回路は、電源遮断時において、上記トランジスタをオフした状態で上記コイルに生じる逆起電圧に基づいて上記磁気ヘッドの移動速度を検出して該移動速度に応じた電圧値を上記レジスタに保持し、上記磁気ヘッドの移動速度に影響を与えない程度の基準電流を上記コイルに流して上記コイルの両端電圧を検出して上記レジスタの保持値とから上記コイルの寄生抵抗による電位差を上記減算回路により求めて上記レジスタに保持した後、目標速度となるように上記第2電流指令値を生成し、上記レジスタに保持されている上記コイルの寄生抵抗による電位差と上記第2電流指令値との差分に基づいた値を上記第2モータ駆動回路に供給し、
上記第2モータ駆動回路は上記昇圧回路で昇圧された電圧により動作し、電源遮断時には上記制御回路からの上記第2電流指令値に従って上記第2モータのコイルに流れる電流を制御して上記磁気ヘッドを所定の待機位置へ移動させるように構成されていることを特徴とする磁気ディスク記憶システム。
A first motor for rotating the magnetic disk;
A magnetic head for reading information from a storage track on a magnetic disk rotated by the first motor;
A second motor for moving the magnetic head on the disk;
Includes a field effect transistor for controlling a current to be supplied to the second motor coil, a second motor drive circuit for moving the magnetic head in the normal operation by controlling the gate voltage of the transistor according to the first current command value,
A control circuit capable of generating a second current command value for the second motor drive circuit when the power is shut off; and a booster circuit capable of boosting a power supply voltage or a voltage obtained by rectifying a counter electromotive voltage generated in the coil of the first motor. Equipped,
The control circuit includes a register and a subtraction circuit,
The control circuit detects the moving speed of the magnetic head based on a counter electromotive voltage generated in the coil with the transistor turned off when the power is shut off, and holds a voltage value corresponding to the moving speed in the register. Then, a reference current that does not affect the moving speed of the magnetic head is supplied to the coil to detect the voltage across the coil, and the potential difference due to the parasitic resistance of the coil is determined from the value held in the register by the subtracting circuit. And the second current command value is generated so as to be a target speed, and the difference between the potential difference due to the parasitic resistance of the coil held in the register and the second current command value is generated. A value based on is supplied to the second motor drive circuit,
The second motor drive circuit is operated by the voltage boosted by the booster circuit, and controls the current flowing in the coil of the second motor according to the second current command value from the control circuit when the power is cut off. A magnetic disk storage system configured to move the disk to a predetermined standby position.
上記電流指令値はディジタル値であり、
上記第1又は第2電流指令値をアナログ信号に変換するD/A変換回路と、
電源遮断時には通常動作時に外部から供給される上記第1電流指令値に代えて上記制御回路で生成される上記第2電流指令値を上記D/A変換回路に供給する切替え手段と、
を備えていることを特徴とする請求項1に記載の磁気ディスク記憶システム。
The current command value is a digital value,
A D / A conversion circuit for converting the first or second current command value into an analog signal;
Switching means for supplying the D / A conversion circuit with the second current command value generated by the control circuit instead of the first current command value supplied from the outside during normal operation when the power is shut off;
The magnetic disk storage system according to claim 1, further comprising:
上記第1モータのコイルに電流を流すトランジスタを含みコイルの駆動電流を制御することにより上記磁気ディスクの回転制御を行なう第1モータ駆動制御回路を備え、
該第1モータ駆動制御回路は、通常動作時にはパルス幅制御方式で上記トランジスタを駆動し、
電源遮断時には上記第1モータの回転に同期して上記トランジスタを順次駆動することによって上記第1モータの逆起電圧を整流することを特徴とする請求項2に記載の磁気ディスク記憶システム。
A first motor drive control circuit for controlling rotation of the magnetic disk by controlling a drive current of the coil, including a transistor for passing a current to the coil of the first motor;
The first motor drive control circuit drives the transistor by a pulse width control method during normal operation,
3. The magnetic disk storage system according to claim 2, wherein when the power is shut off, the back electromotive force of the first motor is rectified by sequentially driving the transistors in synchronization with the rotation of the first motor.
上記制御回路は、タイマ回路を備え、
電源遮断後所定時間が経過した時に上記第1モータ駆動制御回路に対して上記第1モータの回転停止を指示する信号を送り、
上記第1モータ駆動制御回路は該指示信号に応じて上記第1モータの回転にブレーキをかけるように構成されていることを特徴とする請求項に記載の磁気ディスク記憶システム。
The control circuit includes a timer circuit,
When a predetermined time has elapsed after power-off, a signal instructing the first motor drive control circuit to stop the rotation of the first motor is sent.
4. The magnetic disk storage system according to claim 3 , wherein the first motor drive control circuit is configured to brake the rotation of the first motor in response to the instruction signal.
上記制御回路は、
上記第2モータのコイルの端子間電圧を検出する電圧検出手段と、
該電圧検出手段により検出された電圧をディジタル値に変換するA/D変換回路と、
上記コイルの寄生抵抗による電位差と上記第2電流指令値との差分を積分する積分回路と、
該積分回路の出力と上記レジスタの保持値との積を得る乗算回路と、
該乗算回路の出力と上記A/D変換回路の出力との差分をとる第1減算回路と、
該第1減算回路の出力と上記第2電流指令値との差を演算する第2減算回路を含む制御ループを備え、
上記制御ループが動作している間上記コイルの両端電圧を検出して、上記第1減算回路により上記レジスタに保持されている上記寄生抵抗による基準電流に対する電位差分と所定の値との積を現在の寄生抵抗による電位差とし、上記制御ループが動作している間上記コイルの両端電圧から上記電位差を減算した値を求め、
該算出値と上記第2電流指令値との差分を上記第2減算回路でとり、その結果を上記積分回路で積分した値を上記D/A変換回路に供給して上記第2モータのコイルに流れる電流を制御するように構成されていることを特徴とする請求項に記載の磁気ディスク記憶システム。
The control circuit is
Voltage detecting means for detecting a voltage between terminals of the coil of the second motor;
An A / D conversion circuit for converting the voltage detected by the voltage detection means into a digital value;
An integration circuit for integrating the difference between the potential difference due to the parasitic resistance of the coil and the second current command value ;
A multiplication circuit for obtaining a product of the output of the integration circuit and the value held in the register;
A first subtraction circuit for taking a difference between the output of the multiplication circuit and the output of the A / D conversion circuit;
A control loop including a second subtraction circuit for calculating a difference between the output of the first subtraction circuit and the second current command value;
By detecting the voltage across between the coil which the control loop is operating, the current the product of the potential difference amount with a predetermined value for the reference current due to the parasitic resistance which is held in the register by the first subtraction circuit parasitic resistance and potential difference due to obtain the value from the voltage across obtained by subtracting the voltage difference between the coil which the control loop is operating in,
Calculated value and the differences between the second current command value Ri preparative the second subtraction circuit, the result value obtained by integrating the above integrating circuit is supplied to the D / A conversion circuit coil of the second motor The magnetic disk storage system according to claim 2 , wherein the magnetic disk storage system is configured to control a current flowing through the disk.
上記積分回路は最大出力を制限するリミッタ機能を備えていることを特徴とする請求項に記載の磁気ディスク記憶システム。6. The magnetic disk storage system according to claim 5 , wherein the integration circuit has a limiter function for limiting a maximum output. 上記第1モータのコイルに電流を流すトランジスタを含みコイルの駆動電流を制御することにより上記磁気ディスクの回転制御を行なう第1モータ駆動制御回路を備え、
該第1モータ駆動制御回路は、
通常動作時にはパルス幅制御方式で上記トランジスタを駆動し、
電源遮断時には上記第1モータの回転に同期して上記トランジスタを順次駆動することによって上記第1モータの逆起電圧を整流することを特徴とする請求項6に記載の磁気ディスク記憶システム。
A first motor drive control circuit for controlling rotation of the magnetic disk by controlling a drive current of the coil, including a transistor for passing a current to the coil of the first motor;
The first motor drive control circuit includes:
During normal operation, the above transistors are driven by a pulse width control method.
7. The magnetic disk storage system according to claim 6, wherein when the power is cut off, the back electromotive force of the first motor is rectified by sequentially driving the transistors in synchronization with the rotation of the first motor.
上記制御回路は、タイマ回路を備え、
上記リミッタ機能が作動した後所定時間が経過した時に上記第1モータ駆動制御回路に対して、上記第1モータの回転停止を指示する信号を送り、上記第1モータ駆動制御回路は該指示信号に応じて上記第1モータの回転にブレーキをかけるように構成されていることを特徴とする請求項に記載の磁気ディスク記憶システム。
The control circuit includes a timer circuit,
When a predetermined time elapses after the limiter function is activated , a signal instructing the first motor drive control circuit to stop rotation of the first motor is sent to the first motor drive control circuit. 8. The magnetic disk storage system according to claim 7 , wherein the magnetic disk storage system is configured to brake the rotation of the first motor accordingly.
磁気ディスクを回転させる第1モータと、
該第1モータにより回転される磁気ディスク上の記憶トラックに対して情報のリードを行なう磁気ヘッドと、
該磁気ヘッドを上記ディスク上にて移動させる第2モータと、
第2モータのコイルに流す電流を制御する電界効果型トランジスタを含み、通常動作時に第1電流指令値に従って前記トランジスタのゲート電圧を制御して磁気ヘッドの移動を行なう第2モータ駆動回路と、
電源遮断時に該第2モータ駆動回路に対する第2電流指令値を生成する制御回路と、
電源電圧もしくは上記第1モータのコイルに発生する逆起電圧を整流した電圧をさらに昇圧する昇圧回路と、
上記第2モータ駆動回路に対して上記第2モータのコイルに流す電流の目標値を与えるための上記第1電流指令値を生成するシステム制御装置とを具備し、
電源遮断時に上記第1モータのコイルに発生する逆起電圧を整流した電圧を上記昇圧回路によって昇圧し、
該昇圧回路で昇圧された電圧により上記第2モータ駆動回路および上記制御回路を動作させ、
上記制御回路は、電源遮断時において、上記トランジスタをオフした状態で上記コイルに生じる逆起電圧に基づいて上記磁気ヘッドの移動速度を検出して該移動速度に応じた電圧値を上記レジスタに保持し、上記磁気ヘッドの移動速度に影響を与えない程度の基準電流を上記コイルに流して上記コイルの両端電圧を検出して上記レジスタの保持値とから上記コイルの寄生抵抗による電位差を上記減算回路により求めて上記レジスタに保持した後、目標速度となるように上記第2電流指令値を生成し、上記レジスタに保持されている上記コイルの寄生抵抗による電位差と上記第2電流指令値との差分に基づいた値を上記第2モータ駆動回路に供給し、上記システム制御装置の介在なしに上記第2モータのコイルに流す電流を制御して上記磁気ヘッドを所定の待機位置へ移動させることを特徴とする磁気ディスク記憶システム。
A first motor for rotating the magnetic disk;
A magnetic head for reading information from a storage track on a magnetic disk rotated by the first motor;
A second motor for moving the magnetic head on the disk;
Includes a field effect transistor for controlling a current to be supplied to the second motor coil, a second motor drive circuit for moving the magnetic head in the normal operation by controlling the gate voltage of the transistor according to the first current command value,
A control circuit for generating a second current command value for the second motor drive circuit when the power is shut off;
A booster circuit for further boosting a voltage obtained by rectifying a power supply voltage or a back electromotive voltage generated in the coil of the first motor;
A system controller for generating the first current command value for giving a target value of a current to be passed through the coil of the second motor to the second motor drive circuit;
A voltage obtained by rectifying a counter electromotive voltage generated in the coil of the first motor when the power is shut off is boosted by the boosting circuit,
Operating the second motor driving circuit and the control circuit by the voltage boosted by the boosting circuit;
The control circuit detects the moving speed of the magnetic head based on a counter electromotive voltage generated in the coil with the transistor turned off when the power is shut off, and holds a voltage value corresponding to the moving speed in the register. Then, a reference current that does not affect the moving speed of the magnetic head is supplied to the coil to detect the voltage across the coil, and the potential difference due to the parasitic resistance of the coil is determined from the value held in the register by the subtracting circuit. And the second current command value is generated so as to be a target speed, and the difference between the potential difference due to the parasitic resistance of the coil held in the register and the second current command value is generated. Is supplied to the second motor drive circuit, and the current supplied to the coil of the second motor is controlled without the intervention of the system control device to control the magnetic force. Magnetic disk storage system characterized by moving the de to a predetermined standby position.
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JP4707624B2 (en) * 2006-07-27 2011-06-22 ローム株式会社 Voice coil motor control circuit and disk device using the same
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JP2010288425A (en) * 2009-06-15 2010-12-24 Texas Instr Japan Ltd Motor control device and disk drive device
JP5530700B2 (en) * 2009-11-04 2014-06-25 ルネサスエレクトロニクス株式会社 Hard disk device control circuit and hard disk device
JP5539026B2 (en) * 2010-05-28 2014-07-02 ルネサスエレクトロニクス株式会社 Magnetic disk control device and hard disk drive device
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