KR100815662B1

KR100815662B1 - 대량 데이터 저장 장치의 음성 코일 액츄에이터를동작시키는 방법 및 회로

Info

Publication number: KR100815662B1
Application number: KR1020000076890A
Authority: KR
Inventors: 듀탠; 로트죤케이.
Original assignee: 텍사스 인스트루먼츠 인코포레이티드
Priority date: 1999-11-30
Filing date: 2000-12-15
Publication date: 2008-03-20
Also published as: JP2001211687A; US20020128808A1; US7243058B1; US6768977B1; TW559787B; KR20010062462A; SG92767A1

Abstract

코일(20)내의 제1 방향으로의 구동 전류의 종료 이후 VCM 코일(20)의 BEMF 전압을 정확하게 결정하기 위한 회로(90) 및 방법이 제시된다. 이 회로는, 구동 전류에 의해 코일(20)에 인접한 구조물에 설정된 와류(eddy current)에 대항하는 자계를 발생시키기 위해 제1 전류 방향과 반대되는 방향으로 코일(20)에 전류를 인가하기 위해 선택된 VCM 코일 드라이버 트랜지스터(44-47)를 작동시키기 위한 회로를 포함한다. 와류 대항 전류가 인가될 수 있는 시간은, 예를 들어, 원래의 전류 커맨드의 크기, 코일이 플라이백에서 걸린 시간, 또는 원래의 구동 전류의 크기를 결정하고, 그에 따라 와류 대항 전류의 인가 시간을 조정함으로써 결정될 수 있다.

VCM 코일, 와류, BEMF 전압, 플라이백 전류, 프리드라이버

Description

대량 데이터 저장 장치의 음성 코일 액츄에이터를 동작시키는 방법 및 회로{METHOD AND CIRCUIT FOR OPERATING A VOICE COIL ACTUATOR OF A MASS DATA STORAGE DEVICE}

도 1은 본 발명의 양호한 실시예예 따른 회로 및 방법이 사용될 수 있는 대량 데이터 저장 장치 및 관련된 VCM 어셈블리의 일부분의 사시도.

도 2는 본 발명의 양호한 실시예에 따른 도 1의 VCM의 헤드 메커니즘을 위치설정하는데 사용되는 드라이버 회로의 전기적 개략도.

도 3은 본 발명의 양호한 실시예에 따른 도 1의 VCM 어셈블리 모델의 전기적 개략도.

도 4는 본 발명의 양호한 실시예에 따른, BEMF의 측정을 가능하게 하기 위해 플라이백 전류가 소정의 레벨로 소산하는 시간을 결정하는데 사용될 수 있는 한 회로의 일부분의 전기적 개략도.

도 5는 본 발명의 양호한 실시예에 따라 도 4에 사용될 수 있는 카운터 회로의 전기적인 개략도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

20: VCM 코일

23: BEMF 검출 기구

42: VCM 프리드라이버

44-47: 트랜지스터

본 출원은 1999년 11월 30일자로 출원된, 출원 번호 제09/451,697호의 일부 계속 출원으로, 여기에 참고로서 포함된다.
본 발명은 대량 데이터 저장 장치 등에 사용되는 형태의 음성 코일 액츄에이터/모터(VCM)를 동작시키는 방법 및 회로의 개선에 관한 것으로, 특히 동작 위치로부터 파크된(parked) 위치에 이러한 VCM의 헤드 메커니즘을 이동시키는데 사용될 수 있는 그러한 방법 및 회로의 개선에 관한 것이다.

공지된 하드 디스크 드라이브 어셈블리(HDA)는 본 발명이 관련되는 형태의 전형적인 대량 데이터 저장 장치이다. 일반적으로, HDA는 데이터가 기록되고 이전에 기록된 데이터가 판독될 수 있는 자기 매체를 보유하는 하나 이상의 회전 디스크를 포함한다. 이 데이터는, 데이터가 기록되거나 판독될 원하는 위치로 헤드를 이동시키는, 음성 코일 모터(VCM) 어셈블리의 요소(part)인 하나 이상의 자기 헤드 또는 트랜스듀서에 의해 디스크에 기록되고 디스크로부터 판독된다.

전형적인 HDA(5)의 일부분의 분해도가 도 1에 도시되어 있다. HDA(5)는 복수의 회전 디스크(12)와 함께 VCM 장치(10)를 포함한다. VCM 어셈블리(10)는, 데이터 디스크(12)의 스택 내에서 헤드 또는 데이터 트랜스듀서(18)를 안쪽 및 바깥쪽으로 방사형으로 운반 및 이동시키기 위해 베어링 포인트(bearing point; 16)에 대해 피벗되는 하나 이상의 암(14)을 포함한다.

암(14)의 외측 단부(outboard end)는 VCM 위치설정 회로(22)로부터의 전류에 의해 선택적으로 활성화되는 코일(20)을 보유한다. 암(14)의 바깥쪽으로 연장하는 단부(24)는 베이스 플레이트(30 및 32)에 장착되는 두 개의 수평 자석(26 및 28) 사이에 배치된다. 베이스 플레이트(30 및 32) 및 자석(26 및 28)은 암 및 코일 부분(24 및 20)이 자석(26 및 28) 사이에서 자유롭게 스윙하도록 스페이서(도시 안됨)에 의해 이격된다. 플레이트(30 및 32), 스페이서, 및 자석(26 및 28)은 베이스 플레이트(34)에 단단하게 고정된다. 상부 커버 플레이트(35)는 베이스 플레이트(32)의 상측을 봉한다(enclose). 두 개의 플레이트(32 및 35)는 서로 물리적으로 접촉하거나 간신히 접촉한다. 그러므로, VCM 위치설정 회로(22)로부터의 전류가 코일(20)에 인가될 때, VCM 위치설정 회로(22)의 제어하에 헤드(18)를 원하는 위치에 정확하게 위치설정할 수 있는 코일(20)의 전류 유도 필드에 의해 자계가 설정된다.

장치(5)가 파워 다운될 때, 전형적으로 헤드 메커니즘은, 헤드(18)가 디스크의 내경에서 자주 "파크되고(parked)" 또는 "랜드되는(landed)" 위치(도시 안됨)로 이동된다. 다른 경우에는, 헤드가 램프상에 파크될 때와 같이, 그들은 디스크의 외경을 따라 파크될 수 있다. 헤드를 파크 위치로 적절히 이동시키기 위해, 일반적으로 헤드 어셈블리를 파크 위치로 가져가기에 충분한 크기인 구동 전류가 코일(20)에 인가된다. 그러나, 헤드 메커니즘이 오버드라이브 되는 경우에는, 미세한 헤드 메커니즘 및 디스크 어셈블리의 다른 요소들이 손상될 수 있다는 것이 이해될 것이다. 한편, 헤드가 언더드라이브되는 경우에는, 헤드 메커니즘이 파크 위치에 도달하지 못하여, 헤드와 디스크 표면 사이에 에어 베어링의 손실을 초래할 수 있고, 또한, 헤드 메커니즘 및 헤드(18)가 플라이하는 디스크 어셈블리(12)의 하부 자기 매체 양측에 손상을 야기할 수도 있다.
헤드는, 여기에서 서보 회로로서 불리기도 하는, 도 2에 도시된 형태의 위치설정 회로(22) - 이는, 그들의 랜딩 존 또는 랜딩 램프로의 헤드의 리트랙션(retraction) 또는 파킹시에도 동작함 - 에 의해 위치설정된다. 서보 회로(22)는, 그들의 파크 위치로의 헤드의 리트랙트를 제어하기 위해 그 설계에 있어 플로팅-단자 BEMF 검출 스킴(FLBD)(23)을 포함할 수 있다. FLBD의 목적은 노드(62 및 58)에서의 VCM 단자 전압차, Vpn = Vp - Vn로부터 BEMF 신호를 추출하는 것이다. 이것은, 노드(62 및 58) 상의 Vp 및 Vn을 단시간 동안 플로트시키기 위해 네 개의 FET(44-47) 전부를 턴 오프시킴으로써 정상적으로 행해진다. VCM 코일의 플라이백 전류가, 제로 혹은 거의 제로로 정의되고 전류의 변화율 또한 제로 혹은 거의 제로인 소정의 레벨로 감쇠한 후에, Vpn은 이론적으로 BEMF 전압에 근사할 것이고, 전류가 없으므로, 저항 R₀(60), 저항 R_SEN(55) 및, 모터 인덕터 L₀(49)를 가로지르는 전압 강하는 존재하지 않을 것이다.

삭제

VCM을 제어하는 한가지 기술은 본 명세서에 참고로 사용되는 1999년 9월 1일자로 출원된 미국 특허 출원번호 제09/388,508호에 도시되어 있다. 상기 특허 출원번호 제09/388,508호에 사용된 액츄에이터의 코일의 BEMF를 측정하는 한가지 기술은 본 명세서에 참고로 사용되는 1998년 11월 17일자로 출원된 미국 특허 출원번호 제09/193,803호에 도시되어 있다.

도 2를 다시 참조하면, 회로(22)는, VCM의 헤드를 원하는 방향으로 이동시키기 위해, 전류가 VCM의 코일(20)을 통해 한 방향 또는 다른 방향으로 흐르는 선택적인 방식으로 트랜지스터(44-47)를 드라이브시키기 위한 신호를 제공하는 VCM 프리드라이버(predriver) 회로(42)를 포함한다. 그러므로, 예를 들어, 헤드를 한 방향으로 이동시키기 위해서는, 헤드를 제1 방향으로 이동시키도록 전압 단자(51)와 접지 단자(53) 사이에 전류 흐름 경로를 설정하기 위해 트랜지스터(44 및 45)가 턴 온된다. 헤드를 반대 방향으로 이동시키기 위해서는, 모터 구동 전위(51)로부터 접지(53)로 모터 코일(39)을 통한 전류 흐름 경로를 설정하기 위해 트랜지스터(46 및 47)가 턴 온된다. 도시된 회로 실시예에서, 감지 저항 R_SEN(55)는 모터 인덕턴스 L₀(49) 및 노드 V_n(58)과 직렬로 도시된다. 코일(20)의 저항은 모터 인덕터(49)와 Vp로 표시된 노드(62) 사이에 직렬로 된 저항(60)으로 도시된다. 분명히 하기 위해, 도 3을 참조하여 아래에 상세히 설명되는 VCM 모델(50)의 회로 소자의 나머지는, 캐패시턴스 C₀(56) 및 저항 R_h(66)을 제외하고 소자(61)로 럼프되고, 이는 무시될 수 있다.

트랜지스터(44-47)의 각각은 다이오드(64-67)로 도시된 관련된 다이오드를 갖는다. 그러므로, 코일(20)에서 발생된 BEMF가 측정될 때, 트랜지스터(44-47) 모두는 턴 오프된다. 트랜지스터(44-47)가 턴 오프될 때, 코일(20) 내의 플라이백 전류는, 트랜지스터(44-47)가 턴 오프된 시간에 코일(20)을 통한 전류 흐름의 방향에 따라, 다이오드(64-65) 또는 (66-67)의 각각의 쌍을 통해 방전되는 것이 허용된다.

언급된 바와 같이, 헤드가 파크 위치로 이동될 때, 사용될 수 있는 한가지 방법은 트랜지스터(44-47)를 3상태로 하여, 플라이백 전류가 발생하게 하고 소정의 크기로 소산되도록 시간 기간동안 대기하는 것이다. 그러므로, 플라이백 전류가 소정의 레벨로 소산된 후에, 노드(62) 및 (58) 사이에 나타나는 전압이 측정되고, 이는, 적어도 이론적으로는, 코일(20)을 가로질러 전개되는 BEMF를 나타낼 것이다. BEMF는 VCM의 코일의 속도에 거의 정비례하기 때문에, 코일(20)의 속도를 알면, 헤드를 제어된 속도로 파크된 위치에 적절히 이동시키는데 정확히 요구되는 구동 전류가 측정될 수 있다.

그러나, 실제적으로, 종래 기술을 사용하여 측정된 BEMF는 코일(20)의 정확한 속도를 항상 정확하게 나타내지는 않고, 결과적으로 그에 의해 제어되는 헤드 어셈블리의 속도를 항상 정확하게 나타내지는 못한다. 이는, 아래에 논의되는 바와 같이, 우리는, 이것이 적어도 부분적으로는, BEMF가 측정되는 것과 동시에 이동 동안 코일 내로 유도되는 전압 상에서 VCM의 코일(20)에 인접한 구조물에 유도되는 와류의 영향으로 인한 것으로 결론을 내렸다.

그러므로, 제어된 속도로 헤드를 적절하게 파크하게 하기 위해 코일에 인가될 필요가 있는 전류가 결정될 수 있도록 VCM 구동기가 3상태가 될(tristate) 때 BEMF를 보다 정확하게 결정하는 방법 및 회로가 필요하게 된다.

그러므로, 상기한 것에 비추어, 헤드를 적절히 파크하기 위해 코일에 인가될 필요가 있는 전류가 결정될 수 있도록 VCM 드라이버가 3상태가 될 때 BEMF를 보다 정확하게 결정하기 위한 벙법 및 회로가 제시된다.

그러므로, 본 발명의 폭넓은 특징에 따르면, 자계에서 구동 전류가 인가되는 코일의 속도를 결정하기 위한 회로가 제시된다. 이 회로는, 코일 내의 구동 전류를 종료시키기 위한 회로 및 구동 전류에 의해 코일에 인접한 구조물에 설정된 와류에 대항하기 위한 자계를 발생하도록 코일에 전류를 인가하기 위한 회로를 포함한다. 와류에 대항하기 위해 전류가 인가된 후, 코일 내에 BEMF를 측정하기 위한 회로가 제공된다.

와류 대항 전류가 인가될 수 있는 시간은, 예를 들어, 원래의 전류 커맨드의 크기를 결정하거나, 예를 들어, 코일 전압이 소정 크기 이상 존재하는 시간을 측정함으로써 코일이 플라이백에서 걸린 시간을 결정하거나, 또는 원래의 구동 전류의 크기를 결정함으로써 정해질 수 있고, 이 값에 따라 와류 대항 전류의 인가 시간을 조정함으로써 결정될 수 있다.

본 발명의 또 다른 폭넓은 특징에 따르면, 코일에서 제1 전류 방향인 구동 전류의 종료 이후 VCM 코일의 BEMF 전압을 결정하기 위한 회로가 제시된다. 이 회로는, 구동 전류에 의해 코일에 인접한 구조물에 설정된 와류에 대항하기 위한 자계를 발생시키기 위해 제1 전류 방향과 반대 방향으로 코일에 전류를 인가하기 위해 선택된 VCM 코일 드라이버 트랜지스터를 작동시키기 위한 회로를 포함한다. 전류의 시간 기간은 위에 설명된 바와 같이 결정될 수 있다.

본 발명의 또 다른 폭넓은 특징에 따르면, VCM의 코일 내의 구동 전류의 종료 이후 VCM의 헤드 어셈블리의 속도를 결정하는데 사용하기 위한 회로가 제시된다. 이 회로는, 구동 전류로 인해 코일에 인접한 구조물에 설정된 와류에 대항하는 자계를 발생하도록 VCM의 코일에 전류를 인가하기 위해 선택된 VCM 코일 드라이버 트랜지스터를 작동시키기 위한 회로를 포함한다.

본 발명의 또 다른 폭넓은 특징에 따르면, 자계에서 구동 전류가 인가되는 코일의 속도를 결정하기 위한 방법이 제시된다. 이 방법은 구동 전류를 종료하는 단계와 코일 내의 플라이백 전류가 소정의 크기 이하로 감소하게 하는 단계를 포함한다. 플라이백 전류가 감소된 후에, 이 방법은, 코일에 인접한 구조물 내의 와류를 제거하기 위한 크기 및 방향의 전류를 코일에 인가하는 단계와 코일 내의 BEMF를 측정하는 단계를 포함하는데, BEMF의 크기는 코일의 속도와 직접 관련된다.

본 발명의 또 다른 폭넓은 특징에 따르면, 코일 내의 구동 전류의 종료 후에 VCM의 코일의 BEMF 전압을 측정하기 위한 방법이 제시된다. 이 방법은, 구동 전류가 종료되는 때를 결정하는 단계와, 구동 전류에 의해 코일에 인접한 구조물에 설정된 와류에 대항하기 위한 자계를 발생하기 위해서, 전류를 코일에 인가하기 위해 선택 VCM 코일 드라이버 트랜지스터를 작동하는 단계를 포함한다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명한다.

본 발명의 양호한 실시예에 따른 음성 제어 액츄에이터/모터(VCM)의 모델(50)은 도 3의 전기적인 개략도에 도시되어 있다. 이 모델은 상기 계류중인 출원 번호에 보다 충분히 설명되어 있다. 이 모델(50)은, 지금까지 인식되지 않았던, 그러므로, 모델화되지 않았던 액츄에이터 코일에 인접하는 모든 구조물에서의 와류 효과를 포함하여, 공지된 VCM 효과를 고려한다. 그러므로, 모델(50)은 지금까지 사용된 모델에 비해 물리적인 VCM 어셈블리 및 관련 전기적 컴포넌트들에 있어 보다 정확한 표현인 것으로 믿어진다.

모델(50)은 입력 단자(52)와 (54) 사이에 많은 이상적인 모델 요소들(model parts)을 포함하는데, 이것은 도 1에 도시된 것과 같이, 실제적인 VCM 단자들을 물리적인 VCM으로 모델화 또는 표현한 것이다. 캐패시터(56)는 입력 단자(52)와 (54) 사이에 접속되어, 시스템의 입력 캐패시턴스를 나타낸다. 모터 코일(20)의 인덕턴스는 점(67)에 접속된 직렬 인덕터(64) 및 인덕터(58)에 의해 모델화된다. 인덕터(64)는 VCM 코일(20)의 권선 누설 인덕턴스를 나타낸다. 인덕터(58)는 VCM 코일과 요소들(parts; 26, 30, 28 및 32)을 포함하는 그것의 금속 인접부 사이의 상호 인덕턴스를 나타낸다. 인덕터(58)의 하단부는 전압원(50)을 통해 입력 단자(54)에 접속되고, 코일(20)의 역 EMF(BEMF)를 나타낸다. 물론, BEMF는 시변량이고, 그러므로 전압원(60)은 마찬가지로 물리적 장치에서 발생된 BEMF 파형을 따르는 가변 전압원이다.

저항(62)은 상부 입력 단자(52)와 인덕터(64)의 좌측 단부 사이에 직렬로 접속된다. 저항(62)은 물리적 VCM 코일(20)의 저항을 나타낸다. 저항(66)은 인덕터(64)와 인덕터(58) 사이의 노드(67)로부터 인덕터(58)의 하단부에 접속된다. 자기 히스테리시스 손실을 나타내는 저항(66)은 VCM 인덕터(58)와 병렬이고, 전형적으로 매우 높은 값이다. 결과적으로, 많은 응용에서, 저항(66)은 무시될 수 있다.

언급된 바와 같이, 물리적인 VCM이 종래 기술 모델에 의해 예측되는 것과 같이 동작하지 않은 이유중의 하나는 VCM의 코일(20)이 인접하는 자석과 VCM 어셈블리의 다른 구조물들에서 와류를 발생하기 때문이다. 와류는 플라이백 전류와 같이 급속하게 자기 소멸하지 않아, 결과적으로 여기 전압이 제거될 때 코일을 가로질러 전압을 발생시킨다. 그러므로, 상부 및 하부 전류 루프(68) 및 (70)은 와류 효과를 고려하기 위해 모델(50) 내에 포함된다.

루프(68)는 직렬로 접속된, VCM 상호 인덕터(58)의 값과 동일한 인덕턴스를 갖는 상호 인덕터(72), 인덕터(74), 및 저항(76)을 포함한다. 인덕터(72)는 VCM 코일과 상부 VCM 자기 플레이트 사이의 상호 인덕턴스를 나타낸다. 자기 플레이트는 상부 VCM 자석(28)과, 와류가 유도되는 장착 플레이트(32) 및 상부 커버 플레이트(35)를 포함하는 주변 구조물들을 포함한다. 인덕터(74)는 상부 VCM 자기 플레이트의 누설 인덕턴스를 나타내고, 저항(76)은 상부 VCM 자기 플레이트의 저항을 나타낸다.

마찬가지로, 하부 루프(70)는 모두 직렬로 접속된, VCM 인덕터(58)의 상호 인덕턴스와 동일한 값을 갖는 상호 인덕터(78), 및 인덕터(80) 및 저항(72)을 포함한다. 인덕터(78)는 VCM 코일과 하부 VCM 자기 플레이트 사이의 상호 인덕턴스를 나타내고, 하부 VCM 자석(26)과, 와류가 유도되는 장착 플레이트(30) 및 베이스 플레이트(34)를 포함하는 주변 구조물들을 포함한다. 인덕터(80)는 하부 VCM 자석 플레이트의 누설 인덕턴스를 나타내고, 저항(72)은 하부 VCM 자기 플레이트의 저항을 나타낸다. 제1 및 제2 루프(68 및 70)는 인덕터(72 및 78)의 일 측에서, 도시된 바와 같이 상호접속된다.

제1 및 제2 기생 캐패시터(86 및 88)는 코일(58)의 상하단부와 인덕터(72 및 74)와 인덕터(78 및 80)의 상호접속 노드 사이에 각각 접속된다. 캐패시터(86 및 88)의 값은 매우 작다. 결과적으로, 이들은 많은 응용에서 무시될 수 있다.

이제, 유도된 와류의 효과가 BEMF의 측정의 정확성에 영향을 준다는 인식 하에, 위에 설명된 모델에 따라, 그들의 효과가 BEMF를 측정하는데 고려될 수 있다. 특히, 본 발명의 양호한 실시예에 따르면, BEMF를 측정하기 전에, 코일(20)을 둘러싸는 구조물에 존재하는 와류가 실질적으로 없어지도록 하는 크기 및 극성의 전류가 코일(20) 내로 주입될 수 있다.

와류가 없어지거나 실질적으로 감소되는 한 회로(90)가 도 4에 도시되어 있다. 회로(90)는, VCM 프리드라이버(42)(도 2)가 드라이버 트랜지스터(44-47)를 플로트하거나 3상태로 할 때 하이가 되는 라인(92) 상의 플로트 신호에 의해 인에이블되는 다수의 논리 게이트를 포함한다. 드라이버 회로 노드(62 및 68)에서의 신호들이 각각 차동 증폭기(96 및 98)에 인가되는데, 이들은 차동 증폭기(96 및98)로의 입력 신호들이 기준 라인(100) 상의 전위를 초과할 때 각각의 출력 라인(102 및 104) 상에 출력을 발생시키기 위해 접지 또는 다른 기준 전위(100)에 참조된다.

증폭기(96 및 98)로부터의 출력들은 각각의 해당 AND 게이트(106 및 108)의 하나의 입력에 접속되고, 그 다른 입력에 인가되는 라인(92) 상의 플로트 신호에 의해 인에이블된다. 그러므로, 출력 라인(110 및 112) 상의 출력 신호는 플라이백 전류가 모터 코일(20)에서 흐르는 방향을 표시한다.

또한, 배타적 OR(XOR) 게이트(114)는 AND 게이트(116)에 입력을 발생시키기 위해 라인(110 및 112) 상의 신호를 수신하고, 또한 플로트 신호(92)에 의한 신호에 의해 인에이블된다. 그러므로, 라인(118) 상의 게이트(116)로부터의 출력은 모터 코일(20)에서의 플라이백 전류가 라인(100) 상의 기준 전압 이상이 되는 시간 동안 존재하는 논리 상태를 나타낸다. 그러므로 라인(118) 상의 신호는 플라이백이 존재한다는 표시를 나타내고, 게이트(106 및 108)로부터의 출력 라인(110 및 112)이 인가되는 AND 게이트(120 및 122)를 인에이블하는 신호를 발생시킨다.

게이트(120 및 122)로부터의 출력 신호들은 카운터 또는 타이머(124)의 입력 단자들에 라인(121 및 123) 상에 인가되고, 플로트 라인(92) 상의 플로트 신호에 의해 인에이블된다. 아래에 상세히 설명되는 카운터(124)는 플라이백 전압이 소정의 크기 이상으로 존재하는 시간을 결정한 다음, AND 게이트(120 및 122)에 의해 발생된 신호들중 어느 하나가 하이 상태인 시간을 결정하도록 구성된다.

그러므로, 플라이백 전류의 종료 이후, 또는 특히 소정의 레벨로 소산한 후에, 게이트(120 및 122)로부터의 출력 신호들은 둘다 로우이다. 이 상태에서, 카운터(124)는 카운트 다운하거나, 하이 상태의 존재 중에 AND 게이트(120) 또는 AND 게이트(122)로부터 발생된 카운트와 반대 방향으로 카운트 다운한다. 카운트 다운 시간 중에, 카운터(124)는 모터 코일(20)에 존재된 가장 최근의 드라이브 전류 방향과 반대 방향으로 드라이브 트랜지스터(44 및 45) 또는 (46 및 47)의 각 쌍에 제어 신호를 발생시키기 위해 라인(126-129) 상의 드라이브 신호를 AND 게이트의 선택된 쌍에 인가한다. 출력 게이트(130-133)는 라인(134) 상의 사용자 공급 인에이블 신호에 의해 인에이블되고, 사용자는 원하는 경우에 인에이블링 신호를 제거함으로써 본 발명에 의해 제공되는 와류 제거 특성을 배제할 수 있다.

상향 혹은 하향으로 카운트하는 카운터가 참조되었지만, 캐패시터의 충전 및 방전 시간과 같이, 아날로그 카운팅 또는 타이밍 장치에 의해 카운트가 수행될 수 있음을 이해하여야 한다. 한편, 타이밍은 적절한 클럭 펄스(도시 안됨)에 의해 클럭되는 물리적 디지털 카운터에 의해 수행될 수 있다.

카운터 회로(124)의 상세가 도 5에 도시되어 있는데, 이제부터 부가적으로 참조된다. 카운터(124)는 라인(92) 상의 플로트 신호 뿐만 아니라, 라인(121 및 123) 상의 검출기 회로(90)로부터 입력들을 수신한다. 위에 설명된 바와 같이, 라인(121 및 123) 상의 신호는 코일(20) 내의 플라이백 신호의 존재를 나타낸다. 회로(124)는, 라인(126-129) 상의 출력 신호들을 위에 설명된 AND 게이트(130-133)에 전달하기 위해, 출력 AND 게이트(142-145)에 인가하기 위한 라인(121 및 123) 상의 신호를 조절하는 제1 부분(140)을 갖는다. 회로(140)는, 플라이백 전류 표시 신호가 샤프하고, 그들이 동시에 존재하지 않아 4개의 출력 AND 게이트(142-145) 중 2개만이 동시에 온이 되도록 보장한다.

또한, 회로(124)는 플라이백 전류가 입력 라인(121 또는 123)에 존재하는 것을 표시하는 라인(152) 상의 입력을 수신한다. 라인(152) 상의 신호는 스위치(156)를 제어하는 스위치 제어기(154)에 인가된다. 플라이백 전류가 존재할 때, 스위치 제어기(154)는 전류원(162)에 의해 캐패시터(160)를 충전하도록 동작한다. 반대로, 플라이백 전류가 존재하지 않을 때, 스위치 제어기(154)는 전류원(164)에 의해 캐패시터(160)를 방전하도록 동작한다.

캐패시터 상의 전하는 제1 및 제2 차동 증폭기(170 및 172)에 의해 검출된다. 전압원(174)은 원하는 경우 최소 플라이백 전압 임계를 검출할 수 있도록 차동 증폭기(170)를 참조한다. 그러므로, 플라이백 전류가 소정의 최소 시간 동안 지속되지 않은 경우, 와류 제거 전류는 인가되지 않는다. 차동 증폭기(170)로부터의 출력은 캐패시터 전하가 소정의 임계치를 초과한 경우, 플로트 신호가 라인(92) 상에 존재할 때 라인(153) 상의 스위치 제어기(154)가 캐패시터(160)를 충전하게 하는데 사용된다.

제2 차동 증폭기(172)는 캐패시터 상의 전하가 전압원(176)에 의해 결정된 기준 전압을 초과하면 출력 AND 게이트(142-145)를 인에이블하도록 동작한다. 차동 증폭기(172)로부터의 출력은 임계 검출 차동 증폭기(170)로부터의 출력에 의해 인에이블되는 AND 게이트(178)를 통해 인가된다. AND 게이트(178)는 특정한 회로 요건에 따라, 원하는 경우 소정의 시간 지연을 포함할 수 있다. 제2 차동 증폭기(172)로부터의 출력이 캐패시터(160)가 방전된 후 0으로 다시 떨어질 때, 라인(173) 상의 인에이블 신호는 소멸되어, AND 게이트(142-145)를 디스에이블하고, 또한 라인(153) 상의 스위치 제어기(154)로의 출력을 리셋시킨다.

스위치 제어기(154)의 동작을 다시 간단히 참조하면, 스위치 위치는 다음의 표에 따라, 출력 라인(152 및 153) 상의 신호의 상태에 의해 결정된다.

152	153	스위치 위치
0	0	접지
1	0	충전
1	1	충전
0	1	방전

타이밍 회로(150)에 의해 실현되는 장점들중의 하나는 전류원(162 및 164)에 의해 공급된 전류 값의 적절한 선택에 의해, 캐패시터(160)의 충전 및 방전의 타이밍이 독립적으로 제어될 수 있다는 것이므로, 권선(20) 내에 플라이백 전류가 존재하는 동안, 캐패시터는 제1 충전율로 충전될 수 있지만, 와류 제거 전류가 인에이블되는 캐패시터의 후속 방전 중에는, 캐패시터는 다른 율로 방전될 수 있다.

카운터/타이머(124)의 동작에 의해, 코일(20)을 둘러싸는 구조물에 존재하는 와류를 제거하거나 또는 실질적으로 감소시키도록 코일(20) 내에 전류를 발생시키기 위해 필요한 시간 동안 AND 게이트(142-145)에 의해 발생된 구동 전류가 존재한다. 이 시간은 각각의 드라이브 모델이 다른 것과 서로 다르기 때문에, 드라이브의 서로 다른 모델에 대해 설정될 필요가 있지만, 시행 착오 또는 다른 기술에 의해, 도 3을 참조하여 위에 설명된 VCM 모델을 사용하여 드라이브를 특징화함으로써 결정될 수 있다.

그러므로, 설명된 실시예에서 와류 대항 전류의 인가 시간은 플라이백 전류의 시간 기간에 기초한 것이라는 것을 알 수 있다. 코일(20)을 둘러싸는 구조물에 설정된 제거될 와류의 크기는, 모터 코일(20)에서 설정되는 구동 전류의 크기에도 관련되는 플라이백 전류의 존속 기간(duration)의 함수이다.

물론, 와류 제거 전류가 인가되는 시간을 결정하기 위한 다른 기술이 사용될 수 있다. 예를 들어, 코일(20)에 인가되는 구동 전류의 크기를 직접 측정하기 위한 회로가 사용될 수 있다. 다르게는, 원래의 전류 커맨드의 크기에 직접 관계되는 시간 기간동안 와류 제거 전류를 인가하기 위한 회로가 사용될 수 있다. 본 기술에 숙련된 자들은 또 다른 기술이 각각의 특정한 적용에 맞도록 와류 제거 전류 의 시간 및 크기를 결정하는데 적합한 기술이라는 것을 인식한다.

본 발명은 어느 정도의 특정성을 갖고 설명되고 도시되었지만, 본 개시는 단지 예로서 이루어진 것이고 요소의 조합 및 배열의 다양한 변화가 특허청구범위를 벗어나지 않고서 본 기술에 숙련된 자들에 의해 이루어질 수 있다.

Claims

자계에서 구동 전류가 인가되는 코일의 속도를 결정하기 위한 회로에 있어서,

상기 코일에서 상기 구동 전류를 종료(terminate)시키기 위한 제1 회로;

상기 구동 전류에 의해 상기 코일에 인접한 구조물 내에 설정된 와류(eddy current)에 대항하는 자계를 발생시키기 위해 상기 코일에 대항 전류를 인가하기 위한 제2 회로; 및

상기 대항 전류가 상기 와류에 대항하도록 인가된 후에 상기 코일 내의 BEMF를 측정하기 위한 제3 회로

를 포함하는 회로.
제1항에 있어서, 상기 구동 전류는 상기 코일 내에서 제1 방향으로 흐르고, 상기 제2 회로는 상기 코일에 상기 대항 전류를 제1 방향에 반대되는 방향으로 인가하는 회로.
제1항에 있어서, 상기 제2 회로는 상기 구동 전류가 종료된 후에 플라이백 전류가 소정의 크기 이상으로 상기 코일에 나타나는 시간에 직접 관계되는 지속 기간동안 상기 코일에 상기 대항 전류를 인가하는 회로.
제1항에 있어서, 상기 제2 회로는 상기 구동 전류가 종료된 후에 상기 구동 전류의 크기가 선정된 레벨을 패스할 때에 직접 관계되는 시간동안 상기 코일에 대항 전류를 인가하는 회로.
제1항에 있어서, 상기 제2 회로는 상기 구동 전류가 종료되기 전에 상기 구동 전류의 크기가 선정된 레벨을 패스할 때에 직접 관계되는 시간동안 상기 코일에 상기 대항 전류를 인가하는 회로.
제1항에 있어서, 와류 대항 전류의 종료를 소정의 시간동안 지연하기 위한 지연 소자를 더 포함하는 회로.
VCM 코일에서 제1 전류 방향으로의 구동 전류의 종료 이후 상기 VCM 코일의 BEMF 전압을 결정하기 위한 회로에 있어서,

상기 구동 전류에 의해 상기 코일에 인접한 구조물 내에 설정된 와류에 대항하는 자계를 발생시키기 위해 상기 제1 전류 방향에 반대되는 흐름 방향으로 상기 코일에 대항 전류를 인가하도록 선택된 VCM 코일 드라이버 트랜지스터를 작동시키기 위한 제1 회로

를 포함하는 회로.
제7항에 있어서, 선택된 VCM 코일 드라이버 트랜지스터를 작동시키기 위한 상기 제1 회로는 상기 제1 전류 방향으로의 상기 구동 전류가 종료된 후에 플라이백 전류가 소정의 크기 이상으로 상기 코일에 나타나는 시간에 직접 관계되는 지속 기간 동안 상기 대항 전류를 상기 코일에 인가하는 회로.
제7항에 있어서, 선택된 VCM 코일 드라이버 트랜지스터를 작동시키기 위한 상기 제1 회로는 상기 제1 전류 방향으로의 상기 구동 전류가 종료된 후에 상기 구동 전류의 크기가 선정된 레벨을 패스할 때에 직접 관계되는 지속 기간동안 상기 대항 전류를 상기 코일에 인가하는 회로.
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제7항에 있어서, 와류 대항 전류의 종료를 소정의 시간동안 지연하기 위한 지연 소자를 더 포함하는 회로.
VCM의 코일에서 구동 전류의 종료 이후 상기 VCM의 헤드 어셈블리의 속도를 결정하는데 사용하기 위한 회로에 있어서,

상기 구동 전류에 의해 상기 코일에 인접한 구조물 내에 설정된 와류에 대항하는 자계를 발생시키기 위해 상기 VCM의 상기 코일에 대항 전류를 인가하도록 선택된 VCM 코일 드라이버 트랜지스터를 작동시키기 위한 제1 회로

를 포함하는 회로.
제12항에 있어서, 상기 구동 전류는 제1 전류 방향으로 흐르고, 선택된 VCM 코일 드라이버 트랜지스터를 작동시키기 위한 상기 제1 회로는 상기 제1 전류 방향에 반대되는 방향으로 상기 대항 전류를 상기 코일에 인가하는 회로.
제12항에 있어서, 선택된 VCM 코일 드라이버 트랜지스터를 작동시키기 위한 상기 제1 회로는 상기 구동 전류가 종료된 후에 플라이백 전류가 소정의 크기 이상으로 상기 코일에 나타나는 시간에 직접 관계되는 지속 기간동안 상기 대항 전류를 상기 코일에 인가하는 회로.
제12항에 있어서, 선택된 VCM 코일 드라이버 트랜지스터를 작동시키기 위한 상기 제1 회로는 상기 구동 전류가 종료된 후에 상기 구동 전류의 크기가 선정된 레벨을 패스할 때에 직접 관계되는 지속 기간동안 상기 대항 전류를 상기 코일에 인가하는 회로.
제12항에 있어서, 선택된 VCM 코일 드라이버 트랜지스터를 작동시키기 위한 상기 제1 회로는 상기 구동 전류가 종료되기 전에 상기 구동 전류의 크기가 선정된 레벨을 패스할 때에 직접 관계되는 지속 기간동안 상기 구동 전류를 상기 코일에 인가하는 회로.
제12항에 있어서, 와류 대항 전류의 종료를 소정의 시간동안 지연하기 위한 지연 소자를 더 포함하는 회로.
자계에서 구동 전류가 인가되는 코일의 속도를 결정하기 위한 방법에 있어서,

상기 구동 전류를 종료시키는 단계;

상기 코일 내의 플라이백 전류를 소정의 크기 이하로 감소시키는 단계;

상기 코일에 인접한 구조물 내의 와류를 제거하기 위한 크기 및 방향의 대항 전류를 상기 코일에 인가하는 단계; 및

상기 코일 내의 BEMF를 측정하는 단계-상기 BEMF의 크기는 상기 코일의 속도와 직접 관계됨-

를 포함하는 방법.
제18항에 있어서, 상기 코일에 대항 전류를 인가하는 단계는 상기 구동 전류의 크기가 소정 레벨을 패스할 때에 직접 관계되는 지속 기간동안 발생하는 방법.
제18항에 있어서, 상기 코일에 대항 전류를 인가하는 단계는 상기 구동 전류와 반대되는 방향으로 인가하는 방법.
제18항에 있어서, 상기 코일에 대항 전류를 인가하는 단계는 상기 플라이백 전류가 소정의 크기 이하로 감소하는 시간에 직접 관계되는 지속 기간동안 인가하는 방법.
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