KR100337840B1 - 디스크구동장치에서스핀들모터의구동상태감지회로 - Google Patents

Abstract

1. 청구범위에 기재된 발명이 속한 기술분야

회전하는 디스크상에 디지탈정보를 기록/독출하는 디스크 구동장치에서 디스크를 회전시키기 위한 스핀들 모터의 구동상태를 감지하는 회로에 관한 것이다.

2. 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제

실제적인 스핀들 모터의 구동상태를 정확하게 감지할 수 있는 스핀들모터 구동상태 감지회로를 제공한다.

3. 발명의 해결방법의 요지

스핀들 모터의 회전자의 회전에 따라 발생하는 세개의 위상신호들중 적어도 두 위상신호간의 위상차를 검출하여 스핀들 모터가 정상 구동상태일 경우 두 위상신호간의 주기적인 위상차에 대응하여 주기적인 펄스가 나타나는 감지신호를 발생한다.

4. 발명의 중요한 용도

디스크 구동장치에서 스핀들 모터의 구동상태를 검출하는데 이용한다.

Description

디스크 구동장치에서 스핀들모터의 구동상태 감지회로

본 발명은 회전하는 디스크상에 디지탈정보를 기록/독출하는 디스크구동장치에 관한 것으로, 특히 디스크를 회전시키기 위한 스핀들 모터(spindle motor)의 구동상태를 감지하는 회로에 관한 것이다.

일반적으로 HDD(Hard Disk Drive), FDD(Floppy Disk Drive)등과 같은 디스크 구동장치는 회전하는 자기 디스크상에 디지탈정보를 기록/독출하는 장치로서 널리 사용된다. 이러한 디스크 구동장치에서 디스크는 통상적으로 스핀들 모터에 의해 회전되는 스핀들에 설치되며, 스핀들 모터는 해당 구동장치의 제어수단인 마이컴에의해 제어되는 스핀들 구동부에 의해 구동된다. 통상적으로 스핀들 구동부는 원 칩 IC(one chip Integrated Circuit)로서 제공된다.

이러한 디스크 구동장치는 디스크가 일정한 속도로 회전하는 상태에서 디스크상에 디지탈정보를 기록하거나 독출하도록 되어 있다. 이때 마이컴은 스핀들 구동부로부터 발생되는 준비(ready)신호에 의해 스핀들 모터의 구동상태를 확인하여 왔다. 상기 준비신호는 스핀들 모터의 기동준비상태가 되었는지 여부를 알리는 신호로서 기동준비상태 여부에 따라 서로 다른 논리상태를 가지며, 스핀들 구동부 칩 자체적인 검색으로 스핀들 칩의 기동 유무를 판단하여 스핀들 구동의 정상 여부를 나타낸다. 마이컴은 이러한 준비신호가 기동준비상태를 나타낼 경우에 그 다음 단계로 런닝 모드(running mode)로 전환되어 정상속도로 스핀들을 구동하게 된다.

상기한 바와 같이 종래에는 스핀들 모터의 구동상태를 실제적인 스핀들 모터의 구동상태와 관계없이 스핀들 구동부 자체적인 검색에 의해 감지하여 왔었다. 이에따라 실제 스핀들 모터의 구동상태가 정상상태가 되지 않은 상태에서 런닝 모드로 전환됨으로써 동기(synchronous) 구동기간을 충분히 갖지 못하여 스핀들 모터가 충분한 구동 토크(torque)를 내지 못하게 되는 경우가 발생하였었다. 이러한 경우 스핀들의 초기 구동을 실패함으로써 결과적으로 스핀들을 구동하지 못하게 되는 문제점이 있었다. 또한 스핀들 모터가 정상속도로 구동된 이후에도 외부적인 요인으로 인하여 스핀들의 구동속도가 기준속도에 도달하지 못하는 경우가 발생하였었다. 이러한 상태에서 디스크상에 디지탈정보를 기록 또는 독출할 경우 정확한 타이밍(timing)을 맞추지 못함으로써 부정확한 데이타를 액세스(aceess)하거나, 심한 경우 헤드(head)와 디스크의 접촉으로 인해 손상되는 문제점이 있었다.

따라서 본 발명의 목적은 실제적인 스핀들 모터의 구동상태를 정확하게 감지할 수 있는 스핀들 모터 구동상태 감지회로를 제공함에 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 스핀들 모터의 회전자의 회전에 따라 발생하는 세개의 위상신호들중 적어도 두 위상신호간의 위상차를 검출하여 스핀들 모터가 정상 구동상태일 경우 두 위상신호간의 주기적인 위상차에 대응하여 주기적인 펄스가 나타나는 감지신호를 발생하는 것을 특징으로 한다.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 하기 설명에서 구체적인 회로구성 등과 같은 많은 특정 상세들이 본 발명의 보다 전반적인 이해를 제공하기 위해 나타나 있다. 이들 특정상세들 없이 본 발명이 실시될 수 있다는 것은 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에게 자명할 것이다. 그리고 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.

제1도는 본 발명에 따른 스핀들모터의 구동상태 감지회로도를 보인 것이다. 스핀들 모터(10)는 스핀들 모터 구동부(20)예 의해 구동되어 디스크를 회전시키며, 회전에 따른 3가지의 위상신호 U,V,W와 기준 위상신호 N을 발생한다. 이러한 스핀들 모터(10)는 하나의 고정자(stator)와 하나의 회전자(rotor)를 구비한 통상적인 직류모터를 사용하는데, 고정자는 회전자에 착자되어있는 다수의 자극들로부터 제공되는 자속을 검출함으로써 고정자와 회전자의 상대위치를 검출하는 자기센서 (magnetic sensor)들을 가진다. 상기 자기센서들에 위해 상기한 위상신호 U,V,W,N가 발생되는데, 스핀들 모터(10)가 정상 구동상태일 경우 위상신호 U의 파형이 제2A도(A)와 같다면, 위상신호 V의 파형은 제2A도(B)와 같이 되고, 위상신호 W의 파형은 제2A도(C)와 같이 되며, 기준위상신호 N의 파형은 제2A도(D)와 같이 된다. 이러한 자기센서로서는 통상적으로 홀센서(hall sensor)를 사용한다. 그리고 스핀들 모터 구동부(20)는 마이컴(18)의 제어에 의해 스핀들 모터(10)를 구동하는데, 상기한 위상신호 U,V,W,N에 따라 스핀들모터(10)의 고정자의 구동코일을 구동한다.

그리고 제1,제2비교기(12,14)와 앤드게이트(AND gate)(16)로 구성하는 구동상태 감지회로(22)는 위상신호 U,W간의 위상차를 검출하여 스핀들 모터(10)가 정상 구동상태일 경우 두 위상신호 U,W간의 주기적인 위상차에 대응하여 주기적인 펄스가 나타나는 감지신호 DET를 발생한다. 제1비교기(12)는 스핀들 모터(10)로부터 발생되는 위상신호 U를 비반전입력단자(+)에 입력하고 기준위상신호 N를 반전입력단자(-)에 입력하며, 두 입력신호의 레벨을 제2B도(A)와 같이 비교하여 비교 결과에 따른 제2B도(B)와 같은 제1비교신호 COMP1을 발생한다. 이에따라 제1비교신호 COMP1는 해당 위상신호가 구형파로 변환된 상태가 된다. 또한 제2비교기(12)는 스핀들모터(10)로부터 발생되는 위상신호 W를 비반전입력단자(+)에 입력하고 기준위상신호 N를 반전입력단자(-)에 입력하며, 두 입력신호의 레벨을 제2B도(C)와 같이 비교하여 비교 결과에 따른 제2B도(B)와 같은 제2비교신호 COMP2를 발생한다. 이에따라 제2비교신호 COMP2는 해당 위상신호가 구형파로 변환된 상태가 된다.

그러면 앤드게이트(16)는 상기한 바와 같은 제1,제2비교신호 COMP1,COMP2를 논리곱함으로써 두 신호의 위상을 비교하여 두 신호간의 위상차에 따라 제2B도(E)와 같이 주기적인 펄스가 나타나는 감지신호 DET를 발생하여 마이컴(111)에 인가한다. 따라서 마이컴(18)은 앤드게이트(16)로부터 인가되는 감지신호 DET에 의해 스핀들 모터(10)의 구동상태를 감지하고. 감지된 구동상태에 따라 디스크에 대한 액세스를 제어한다. 이때 마이컴(18)은 감지신호 BET에 주기적인 펄스가 나타날 경우에는 스핀들 모터(10)가 정상 구동상태인 것으로 판단하고, 주기적인 펄스가 나타나지 않을 경우에는 스핀들 모터(10)가 정상 구동상태가 아닌 것으로 판단한다. 이에따라 마이컴(18)은 감지신호 DET에 주기적인 펄스가 나타나지 않거나 일정시간동안 펄스가 발생되지 않은 경우가 발생하면, 스핀들모터(10)의 구동 불량으로 판단하고, 에러 처리한다.

상술한 바와 같이 본 발명은 실제적인 스핀들 모터의 구동상태를 정확하게 감지하는 회로로서, 스핀들의 초기 구동 실패에 따라 스핀들을 구동하지 못하게 되는 것을 방지할 수 있는 잇점이 있다. 또한 스핀들 모터가 정상속도로 구동된 이후 외부적인 요인으로 인하여 스핀들의 구동속도가 기준속도에 도달하지 못함에 따라 디스크에 부정확한 데이타를 액세스하거나 헤드와 디스크의 손상을 방지할 수 있는 잇점이 있다.

한편 상술한 본 발명의 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나, 여러가지 변형이 본 발명의 범위에서 벗어나지 않고 실시할 수 있다. 특히 본 발명의 실시예에서는 두개의 위상신호 U,W의 위상차를 이용하여 스핀들 모터의 구동상태를 감지하는 것을 예시하였으나, 세개의 위상신호 U,V,W중 어느 두 위상신호의 위상차를 이용하여도 마찬가지의 결과를 얻을 수 있다. 또한 세개의 위상신호U,V,W의 위상차를 모두 이용할 수도 있다. 따라서 발명의 범위는 설명된 실시예에 의하여 정할 것이 아니고 특허 청구의 범위와 특허 청구의 범위의 균등한 것에 의해 정하여져야 한다.

제1도는 본 발명에 따른 스핀들모터의 구동상태 감지회로도

제2A도 및 제2B도는 제1도의 각 부분의 동작 파형도

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

10: 스핀들 모터 12,14: 제1,제2비교기

16: 앤드게이트 18: 마이컴

20: 스핀들 모터 구동부 22: 구동상태 감지회로

Claims (5)

1. 디스크 구동장치에서 디스크를 회전시키기 위한 스핀들 모터의 구동상태를 감지하는 회로에 있어서,

   하나의 고정자와 회전자를 가지며 상기 고정자에 설치되어 상기 회전자에 착자되어있는 다수의 자극들로부터 제공되는 자속을 검출함으로써 고정자와 회전자의 상대위치를 검출하여 그에따른 세개의 위상신호와 하나의 기준 위상신호를 발생하는 스핀들 모터와,

   상기 세개의 위상신호들중 적어도 두 위상신호간의 위상차를 검출하여 상기 스핀들 모터가 정상 구동상태일 경우 두 위상신호간의 주기적인 위상차에 대응하여 주기적인 펄스가 나타나는 감지신호를 발생하는 구동상태 감지수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 스핀들 모터의 구동상태 감지회로.
2. 제1항에 있어서, 상기 구동상태 감지수단이,

   상기 세개의 위상신호들중 하나의 위상신호와 상기 기준 위상신호의 레벨을 비교하여 해당 위상신호를 구형파로 변환하는 제1비교수단과,

   상기 세개의 위상신호들중 다른 하나의 위상신호와 상기 기준 위상신호의 레벨을 비교하여 해당 위상신호를 구형파로 변환하는 제2비교수단과,

   상기 제1,제2비교수단으로부터 출력되는 구형파신호의 위상을 비교하여 두 신호간의 위상차에 따라 주기적인 펄스가 나타나는 감지신호를 발생하는 위상차 검출수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 스핀들 모터의 구동상태 감지회로.
3. 제2항에 있어서, 상기 위상차 검출수단이 상기 제1,제2비교수단으로부터 출력되는 구형파신호를 논리곱하는 앤드게이트인 것을 특징으로 하는 스핀들 모터의 구동상태 감지회로.
4. 제2항에 있어서, 상기 감지신호에 의해 상기 스핀들 모터의 정상 구동상태 여부를 검사하여 상기 디스크에 대한 액세스를 제어하는 제어수단을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 스핀들 모터의 구동상태 감지회로.
5. 제4항에 있어서, 상기 제어수단이 상기 감지신호에 상기 주기적인 펄스가 나타날 경우에는 상기 스핀들 모터가 정상 구동상태인 것으로 판단하고, 상기 주기적인 펄스가 나타나지 않을 경우에는 상기 스핀들 모터가 정상 구동상태가 아닌 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 스핀들 모터의 구동상태 감지회로.