KR101048384B1 - 스핀들 서보 제어 장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 스핀들 서보 제어 장치 및 방법에 관한 것으로, 예를 들어, 외장형 광디스크 드라이브(External ODD)와 같은 다양한 유형의 광디스크 디바이스에서, 스핀들 모터의 회전 속도 구간별 구동 전압 값들을 다단계로 구분하여 미리 저장함과 아울러, 스핀들 서보 초기 동작 수행시, 스핀들 모터의 회전 속도가, 사전에 설정된 목표 회전 속도가 되도록, 상기 저장된 스핀들 모터의 회전 속도 구간별 구동 전압 값들을 검색하여, 스핀들 모터의 구동 전압을 다단계로 가변 조절함으로써, 스핀들 서보 초기 동작 수행시, 스핀들 모터에 인가되는 최대 구동 전류 값을, 외장형 광디스크 드라이브 등에서 사용하는 저 전류 값으로 제한시킬 수 있게 되므로, 스핀들 서보 동작을 보다 안정화시킬 수 있게 되며, 또한 스핀들 모터의 역기 전압에 의해 발생되는 전력 소모를 효율적으로 줄일 수 있게 된다.

외장형 광디스크 드라이브, 스핀들 서보, 구동 전압, 구동 전류, 회전 속도

Description

스핀들 서보 제어 장치 및 방법 {Apparatus and method for controlling spindle servo}

본 발명은, 예를 들어, 씨디(CD), 디브이디(DVD), 비디(BD) 등과 같은 광디스크에 데이터를 기록 또는 재생하는 외장형 광디스크 드라이브(External ODD) 등과 같은 다양한 유형의 광디스크 디바이스에 적용되는 스핀들 서보 제어 장치 및 방법에 관한 것이다.

일반적으로 씨디, 디브이디, 비디 등과 같은 광디스크에 데이터를 기록 또는 재생하는 광디스크 드라이브(ODD: Optical Disc Drive)에서는, 드라이브 내에 광디스크가 삽입되면, 스핀들(Spindle) 모터를 고속으로 회전시키는 일련의 스핀들 서보 초기 동작을 수행하게 된다.

또한, 상기 스핀들 서보 초기 동작을 수행하여, 상기 스핀들 모터의 회전 속도(RPM: Revolution Per Minute)가, 사전에 설정된 목표 회전 속도(Target RPM)가 되면, 광디스크에 데이터를 기록하거나 또는 재생하게 된다.

예를 들어, 개인용 컴퓨터 또는 노트북 컴퓨터 등에 내장된 광디스크 드라이브에서는, 스핀들 서보 초기 동작을 수행하는 경우, 일정한 높은 값의 구동 전압(Volt)과 최대 구동 전류(Max Current)를, 스핀들 모터에 인가하여, 스핀들 모터의 회전 속도가, 사전에 설정된 목표 회전 속도에 신속히 도달되도록 한다.

그러나, 상기와 같이 스핀들 서보 초기 동작 수행시, 일정한 높은 값의 구동 전압과 최대 구동 전류를, 스핀들 모터에 인가하게 되면, 스핀들 모터에 역기 전압이 발생하게 되므로, 도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 스핀들 모터에 흐르는 전류가 점차 감소하게 된다.

즉, v = (i x R) + vb = (I x R) + (k x w), i = (v - k x w) / R

여기서, v는 모터 구동 전압, i는 모터 소비 전류, R은 모터 임피던스, vb는 모터 역기 전압, k는 비례 상수, w는 모터 회전 속도로서, 일정한 높은 값의 전압(v)으로 모터를 구동하게 되면, 모터의 회전 속도에 비례하는 역기 전압(vb)이 발생하여, 모터에 흐르는 전류(i)를 감소시키게 되므로, 전력 소모가 비효율적으로 발생하게 된다.

또한, 유에스비(USB) 인터페이스를 통해, 노트북 컴퓨터와 연결 사용되는 외장형 광디스크 드라이브(External ODD)의 경우, 스핀들 모터에 인가할 수 있는 최대 구동 전류(예: 1.2A)가, 내장형 광디스크 드라이브의 최대 구동 전류(예: 1.5A) 보다 상대적으로 낮은 저 전류로 제한되기 때문에, 저 전류를 사용하는 외장형 광디스크 드라이브에 적합한 스핀들 서보 제어 방안이 요구되고 있는 실정이다.

본 발명은, 예를 들어, 저 전류를 사용하는 외장형 광디스크 드라이브의 스핀들 서보 제어 동작에 적합하면서도, 스핀들 모터의 역기 전압에 의해 발생되는 전력 소모를 효율적으로 줄일 수 있도록 하기 위한 스핀들 서보 제어 장치 및 방법을 제공하기 위한 것이다.

본 발명에 따른 스핀들 서보 제어 방법은, 스핀들 모터의 회전 속도 구간별 구동 전압 값들을 다단계로 구분하여 미리 저장하는 1단계; 및 스핀들 서보 초기 동작 수행시, 상기 저장된 스핀들 모터의 회전 속도 구간별 구동 전압 값들을 검색하여, 스핀들 모터의 구동 전압을 다단계로 가변 조절하는 2단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하며,

또한, 상기 구동 전압 값들은, 스핀들 모터의 구동 전류 값이, 사전에 설정된 최대 구동 전류 값을 초과하지 않도록 하기 위한 실험 결과 치의 구동 전압 값들로 구분 저장되는 것을 특징으로 하며,

또한, 상기 최대 구동 전류 값은, 외장형 광디스크 드라이브의 최대 구동 전류 값에 대응되는 것을 특징으로 하며,

또한, 상기 2단계는, 스핀들 모터의 회전 속도가, 목표 회전 속도와 일치하면, 이후 동작 모드에 상응하는 스핀들 서보 동작을 수행하는 것을 특징으로 하며,

또한, 본 발명에 따른 스핀들 서보 제어 장치는, 스핀들 모터를 구동하기 위한 구동부; 스핀들 모터의 회전 속도를 검출하기 위한 검출부; 스핀들 모터의 회전 속도 구간별 구동 전압 값들을 다단계로 구분하여 저장하기 위한 저장부; 및 스핀들 서보 초기 동작 수행시, 상기 저장된 스핀들 모터의 회전 속도 구간별 구동 전압 값들을 검색하여, 스핀들 모터의 구동 전압을 다단계로 가변 조절하기 위한 제어부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하며,

또한, 상기 구동 전압 값들은, 스핀들 모터의 구동 전류 값이, 사전에 설정된 최대 구동 전류 값을 초과하지 않도록 하기 위한 실험 결과 치의 구동 전압 값들로 구분 저장되는 것을 특징으로 하며,

또한, 상기 최대 구동 전류 값은, 외장형 광디스크 드라이브의 최대 구동 전류 값에 대응되는 것을 특징으로 하며,

또한, 상기 제어부는, 스핀들 모터의 회전 속도가, 목표 회전 속도와 일치하면, 이후 동작 모드에 상응하는 스핀들 서보 동작을 수행하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 스핀들 서보 제어 장치 및 방법은, 예를 들어, 외장형 광디스크 드라이브(External ODD)와 같은 다양한 유형의 광디스크 디바이스에서, 스핀들 모터의 회전 속도 구간별 구동 전압 값들을 다단계로 구분하여 미리 저장함과 아울러, 스핀들 서보 초기 동작 수행시, 스핀들 모터의 회전 속도가, 사전에 설정된 목표 회전 속도가 되도록, 상기 저장된 스핀들 모터의 회전 속도 구간별 구동 전압 값들을 검색하여, 스핀들 모터의 구동 전압을 다단계로 가변 조절함으로써, 스핀들 서보 초기 동작 수행시, 스핀들 모터에 인가되는 최대 구동 전류 값을, 외장형 광디스크 드라이브 등에서 사용하는 저 전류 값으로 제한시킬 수 있게 되므로, 스핀들 서보 동작을 보다 안정화시킬 수 있게 되며, 또한 스핀들 모터의 역기 전압에 의해 발생되는 전력 소모를 효율적으로 줄일 수 있게 된다.

이하, 본 발명에 따른 스핀들 서보 제어 장치 및 방법에 대한 바람직한 실시예에 대해, 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

본 발명에 따른 스핀들 서보 제어 장치 및 방법은, 예를 들어, 노트북 컴퓨터와 유에스비(USB) 인터페이스를 통해 연결 사용되는 외장형 광디스크 드라이브(External ODD) 등과 같은 다양한 유형의 광디스크 디바이스에 적용 가능하다.

한편, 본 발명이 적용되는 광디스크 디바이스에는, 예를 들어, 도 3에 도시한 바와 같이, 광디스크(10), 스핀들 모터(11), RPM 검출기(12), 모터 드라이버(13), 서보 컨트롤러(14), 그리고 메모리(15) 등이 포함 구성된다.

또한, 상기 메모리(15)는, 예를 들어, 이이피롬(EEPROM) 또는 플래시(Flash) 메모리 등과 같은 비휘발성 메모리가 사용되며, 상기 메모리(15)에는, 실험 결과 치의 스핀들 모터 컨트롤 정보(Spindle Motor Control Information)가 저장 관리된다.

그리고, 상기 스핀들 모터 컨트롤 정보에는, 예를 들어, 도 4에 도시한 바와 같이, 다단계로 구분된 스핀들 모터의 회전 속도 구간들에 적합한 구동 전압 값들이 연계 저장됨과 아울러, 스핀들 모터의 최대 구동 전류 값(예: 1.2A)이 연계 저장된다.

한편, 상기 서보 컨트롤러(14)에서는, 드라이브 내에 광디스크(10)가 삽입되면, 상기 모터 드라이버(13)를 동작 제어하여, 상기 스핀들 모터(11)를 고속으로 회전시키는 일련의 스핀들 서보 초기 동작을 수행하게 된다.

또한, 상기 RPM 검출기(12)에서는, 상기 스핀들 모터(11)의 회전 속도를 검출하여, 현재의 스핀들 회전 속도를, 상기 서보 컨트롤러(14)로 출력하게 되고, 상기 서보 컨트롤러(14)에서는, 상기 메모리(15)에 저장된 스핀들 모터 컨트롤 정보를 검색 참조하여, 현재의 스핀들 회전 속도와 비교하게 된다.

그리고, 상기 서보 컨트롤러(14)에서는, 스핀들 모터의 회전 속도가, 사전에 설정된 목표 회전 속도가 되도록, 상기 저장된 스핀들 모터의 회전 속도 구간별 구동 전압 값들을 검색하여, 스핀들 모터의 구동 전압을 다단계로 가변 조절하게 되는 데, 이에 대해 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 5는, 본 발명에 따른 스핀들 서보 제어 방법에 대한 실시예의 동작 흐름도를 도시한 것으로, 예를 들어, 유에스비(USB) 인터페이스를 통해 노트북 컴퓨터 등과 연결 사용되는 외장형 광디스크 드라이브 내에, 씨디, 디브이디, 비디 등과 같은 광디스크(10)가 삽입되면, 상기 서보 컨트롤러(14)에서는, 스핀들 서보 초기 동작을 수행하게 된다(S10).

예를 들어, 상기 서보 컨트롤러(14)에서는, 상기 메모리(15)에 저장 관리되는 스핀들 모터 컨트롤 정보를 검색 참조함과 아울러, 상기 모터 드라이버(13)를 동작 제어하여, 초기 구동 전압 값으로 설정된 2.32V를, 상기 스핀들 모터(11)에 인가하게 된다.

한편, 상기 스핀들 모터(11)에 인가되는 최대 구동 전류(Max Current)는, 예를 들어, 도 6에 도시한 바와 같이, 저 전류를 사용하는 외장형 광디스크 드라이브의 최대 구동 전류인 1.2A를 초과하지 않는다.

그리고, 상기 서보 컨트롤러(14)에서는, 상기 RPM 검출기(12)를 동작 제어하여, 상기 스핀들 모터(11)의 회전 속도를 검출한 후(S11), 상기 검출된 스핀들 모터의 회전 속도가, 사전에 설정된 초기 회전 속도 구간을 초과하는 지를 감시하게 된다(S12).

한편, 상기 스핀들 모터의 회전 속도가, 상기 초기 회전 속도 구간을 초과하는 경우, 상기 서보 컨트롤러(14)에서는, 상기 메모리(15)에 저장된 스핀들 서보 컨트롤 정보를 검색 참조하여, 그 다음 회전 구간에 대응되는 구동 전압 값을 확인한 후, 상기 모터 드라이버(13)를 동작 제어하여, 2.32V를 상기 스핀들 모터(11)에 인가하게 된다(S13).

그리고, 상기 서보 컨트롤러(14)에서는, 상기 RPM 검출기(12)를 동작 제어하여, 상기 스핀들 모터(11)의 회전 속도를 검출한 후(S14), 상기 검출된 스핀들 모터의 회전 속도가, 사전에 설정된 목표 회전 속도(Target RPM)와 일치하는 지를 감시하게 된다(S15).

한편, 상기 스핀들 모터의 회전 속도가, 상기 목표 회전 속도와 일치하지 않으면서, 상기 2.32V의 구동 전압 값에 연계 저장된 회전 속도, 예를 들어, 2500 ~ 3000 RPM을 초과하는 경우(S16), 상기 서보 컨트롤러(14)에서는, 상기 메모리(15)에 저장된 스핀들 서보 컨트롤 정보를 검색 참조하게 된다.

그리고, 상기 서보 컨트롤러(14)에서는, 그 다음 회전 구간(예: 300 ~ 3500 RPM)에 대응되는 구동 전압 값을 확인한 후, 상기 모터 드라이버(13)를 동작 제어하여, 2.43V를 상기 스핀들 모터(11)에 인가하는 동작을 다단계로 반복 수행하게 되므로, 상기 스핀들 모터(11)에 인가되는 구동 전압은, 상기 스핀들 서보 컨트롤 정보에 다단계로 구분 저장된 2.32V, 2.37V, 2.43V, 2.48V, 2.53V, 2.55V, 2.58V, 2.60V, 2.63V로 가변 조절된다.

한편, 상기 스핀들 모터의 회전 속도가, 상기 목표 회전 속도와 일치하면, 상기 서보 컨트롤러(14)에서는, 상기 스핀들 모터에 인가되는 구동 전압 값을 유지한 상태에서, 사용자가 요청하는 임의의 동작 모드에 따른 스핀들 서보 동작을 수행하게 된다(S17).

이에 따라, 도 6에 도시한 바와 같이, 상기 스핀들 모터(11)에 인가되는 구동 전류 값이, 외장형 광디스크 드라이브에서의 최대 구동 전류인 1.2A를 초과하지 않게 되므로, 스핀들 서보 동작을 보다 안정화시킬 수 있게 되며, 또한 도 1 및 도 2를 참조로 전술한 바와 같이, 스핀들 모터의 역기 전압에 의해 발생되는 전력 소모를 효율적으로 줄일 수 있게 된다.

이상, 전술한 본 발명의 바람직한 실시예는, 예시의 목적을 위해 개시된 것 으로, 당업자라면, 이하 첨부된 특허청구범위에 개시된 본 발명의 기술적 사상과 그 기술적 범위 내에서, 또다른 다양한 실시예들을 개량, 변경, 대체 또는 부가 등이 가능할 것이다.

도 1 및 도 2는 스핀들 모터에 흐르는 전류가 점차 감소하는 실시예의 그래프를 도시한 것이고,

도 3은 본 발명이 적용되는 광디스크 디바이스에 대한 실시예의 구성을 도시한 것이고,

도 4는 본 발명에 따라 저장 관리되는 스핀들 서보 컨트롤 정보에 대한 실시예를 도시한 것이고,

도 5는 본 발명에 따른 스핀들 서보 제어 방법에 대한 실시예의 동작 흐름도를 도시한 것이고,

도 6은 본 발명에 따라 스핀들 모터의 구동 전압이 다단계로 가변 조절되는 실시예의 그래프를 도시한 것이다.

※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 광디스크 11 : 스핀들 모터

12 : RPM 검출기 13 : 모터 드라이버

14 : 서보 컨트롤러 15 : 메모리

Claims (8)

1. 외장형 광디스크 드라이브의 최대 구동 전류 값을 기준으로, 스핀들 모터의 회전 속도 구간별 구동 전압 값들을 다단계로 구분하여 미리 저장하는 1단계;

   스핀들 서보 초기 동작 수행시, 상기 스핀들 모터에 인가되는 구동 전류 값을, 상기 최대 구동 전류 값으로 제한함과 아울러, 상기 저장된 스핀들 모터의 회전 속도 구간별 구동 전압 값들을 검색하여, 스핀들 모터의 구동 전압을 다단계로 가변 조절하는 2단계; 및

   상기 스핀들 모터의 회전 속도가, 목표 회전 속도와 일치하면, 이후 동작 모드에 상응하는 스핀들 서보 동작을 수행하는 3단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 스핀들 서보 제어 방법.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 구동 전압 값들은, 스핀들 모터의 구동 전류 값이, 사전에 설정된 최대 구동 전류 값을 초과하지 않도록 하기 위한 실험 결과 치의 구동 전압 값들로 구분 저장되는 것을 특징으로 하는 스핀들 서보 제어 방법.
3. 삭제
4. 삭제
5. 스핀들 모터를 구동하기 위한 구동부;

   스핀들 모터의 회전 속도를 검출하기 위한 검출부;

   외장형 광디스크 드라이브의 최대 구동 전류 값을 기준으로, 스핀들 모터의 회전 속도 구간별 구동 전압 값들을 다단계로 구분하여 미리 저장하기 위한 저장부;

   스핀들 서보 초기 동작 수행시, 상기 스핀들 모터에 인가되는 구동 전류 값을, 상기 최대 구동 전류 값으로 제한함과 아울러, 상기 저장된 스핀들 모터의 회전 속도 구간별 구동 전압 값들을 검색하여, 스핀들 모터의 구동 전압을 다단계로 가변 조절하면서,

   상기 스핀들 모터의 회전 속도가, 목표 회전 속도와 일치하면, 이후 동작 모드에 상응하는 스핀들 서보 동작을 수행하기 위한 제어부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 스핀들 서보 제어 장치.
6. 제 5항에 있어서,

   상기 구동 전압 값들은, 스핀들 모터의 구동 전류 값이, 사전에 설정된 최대 구동 전류 값을 초과하지 않도록 하기 위한 실험 결과 치의 구동 전압 값들로 구분 저장되는 것을 특징으로 하는 스핀들 서보 제어 장치.
7. 삭제
8. 삭제

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