JP4711387B2 - 駆動制御用半導体集積回路 - Google Patents
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Description
本発明の他の目的は、ボイスコイルモータのようなコイルを有する駆動源の駆動制御用半導体集積回路を安価に提供できるようにすることにある。
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。
すなわち、コイルに電流を流すコイル駆動回路と、前記コイルと直列に接続された抵抗の端子間電圧に基づいて前記コイルに流れる電流を検出する電流検出回路と、前記コイルに電流を流すべき電流指令値をアナログ信号に変換するAD変換回路と、前記電流検出回路の出力と前記AD変換回路の出力に基づいて前記駆動回路を駆動制御するための信号を生成する電圧入力−電流出力型の増幅回路とを備えた駆動制御回路において、上記AD変換回路に所定の電流指令値を与えて上記コイルの端子に所定の電圧を印加しかつコイルに電流が流れないようにした状態で、上記電流検出回路の出力と前記AD変換回路の出力に基づいて、前記電流検出回路の出力のずれを判定し、該判定結果に基づいて前記電流検出回路の電流値もしくは抵抗値を調整して制御系のオフセットをキャンセルするように構成したものである。
すなわち、本発明に従うと、ボイスコイルモータのようなコイルを有する駆動源を高精度に駆動制御することができる駆動制御用半導体集積回路を実現することができる。
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。
図3に示されているように、電流センス用アンプ123は、差動入力トランジスタQ1,Q2を有するGmアンプ型の差動増幅段と、出力トランジスタQ5および定電流源CS3からなる出力段とを備え、差動入力トランジスタQ1,Q2のソース端子に接続された定電流源CS1,CS2のうち反転入力側のトランジスタQ1と直列に接続されている定電流源CS1と並列にオフセット調整用の電流源Iadj1〜Iadj4が設けられている。電流源Iadj1〜Iadj4は2のべき乗の重み電流を流せるように構成され、最大調整電流をIadjmax、定電流源CS1の電流をI1、CS2の電流をI2とすると、I2≒I1+Iadjmax/2となるように、I1,I2が設定されている。
前述したように、電流センス用アンプ123のオフセット調整は、ヘッドをディスク上へロードする直前にコントローラ260から供給される所定のコマンドに基づいて開始される(図4のタイミングT2)。このコマンド供給の前にスピンドルモータの回転が開始される(図4のタイミングT1)。また、オフセット調整開始コマンドの供給と前後してDA変換回路150には電流指令値としてI−Vアンプ124の出力電圧を、コイルの出力中心電位を与える定電圧Vcと同じ2.25Vにさせるような値がコントローラ260から供給される。
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 電流センス用アンプ
124 電流-電圧変換用アンプ
125 Gmアンプ
126 バッファアンプ
127 位相補償回路
128 コンパレータ
129 カウンタ回路
130 リトラクト制御回路
140 ブースト回路(昇圧回路)
150 DA変換回路
160 シリアル入出力ポート
170 シーケンサ
180 電源モニタ回路(停電監視回路)
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)
Claims (4)
- ボイスコイルモータを駆動するための駆動制御用半導体集積回路であって、
前記駆動制御用半導体集積回路は、
コマンドに基づいて、第1制御信号を無効レベルから有効レベルとすると共に、第2制御信号を無効レベルから有効レベルとするシーケンサと、
前記ボイスコイルモータのコイルと前記コイルに直列に接続された抵抗とに電流を流すため、その一端に結合された第1駆動回路と、その他端に結合され、かつ、前記有効レベルの前記第1制御信号にしたがって、その出力がハイインピーダンス状態とされる第2駆動回路とを含むコイル駆動回路と、
前記抵抗の端子間電圧に基づいて前記コイルに流れる電流を検出すると共に、オフセット調整用電流源を含む電流検出回路と、
前記コイルに流すべき電流を指示する電流指令値をアナログ信号に変換するDA変換回路と、
前記電流検出回路の出力と前記DA変換回路の出力とを受ける第1入力と、第1電位を受ける第2入力とを有する電圧入力−電流出力型の増幅回路と、
前記電圧入力−電流出力型の増幅回路と前記コイル駆動回路との間に設けられ、前記無効レベルの前記第1制御信号にしたがって前記電圧入力−電流出力型の増幅回路の出力を前記コイル駆動回路へ供給し、前記有効レベルの前記第1制御信号にしたがって第2電位を前記コイル駆動回路へ供給する切替え手段と、
前記電流検出回路の出力と前記DA変換回路の出力を受ける第1入力と、前記第2電位とを受ける第2入力とを有し、前記電流検出回路がオフセットを有する時、第1状態の信号を出力し、前記電流検出回路がオフセットを有しない時、第2状態の信号を出力する比較回路と、
前記有効レベルの前記第2制御信号にしたがって、前記比較回路の前記第1状態の信号の期間をカウントして計数値を生成するカウンタ回路と、を備え、
前記電流検出回路の前記オフセット調整用電流値の電流値が前記カウンタ回路の計数値によって制御されることにより、前記電流検出回路のオフセットがキャンセルされる駆動制御用半導体集積回路。 - 前記DA変換回路および前記電圧入力−電流出力型の増幅回路は各々オフセットキャンセル回路を備え、
前記オフセットキャンセル回路によるキャリブレーション実行後に前記電流検出回路の前記電流値の調整による前記オフセットのキャンセルが実行されることを特徴とする請求項1に記載の駆動制御用半導体集積回路。 - 上記カウンタ回路は、前記比較回路の出力が変化したときに更新を止めそのときの計数値を保持することを特徴とする請求項2に記載の駆動制御用半導体集積回路。
- 前記コマンドは、前記駆動制御用半導体集積回路の動作開始ごとに、コントローラから供給されることを特徴とする請求項3に記載の駆動制御用半導体集積回路。
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