KR20010103652A - Silent spin sine wave generator - Google Patents
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Abstract
구동 전압이 선정된 위상에서 모터의 와인딩으로 인가되는 다위상 dc 모터를 작동하는 방법 및 회로가 제시된다. 모터의 각각의 와인딩에서 전류 흐름의 제로 교차점이 검출되고, 구동 전압의 위상은 모터의 각각의 와인딩에서 전류 흐름의 검출된 제로 교차점과 실질적으로 동시에 제로 교차하도록 조정된다. 방법은 이 3 파형의 세트(45, 46, 47)를 발생시켜 모터의 각각의 와인딩에 구동 전압을 인가하는 방법을 포함한다. 각각의 파형은 120°에 대해 제로값을 갖는 제1 세그먼트(43), 뒤이은 60°에 대해 "업 슬로프" 형상을 갖는 제2 세그먼트(50), 뒤이은 120°에 대해 두 개의 연속적인 "캡" 형상을 갖는 제3 세그먼트, 뒤이은 60°에 대해 "다운 슬로프" 형상을 갖는 제4 세그먼트(52)를 갖는 360°주기를 갖는다. 상기 세트의 각각의 파형은 서로로부터 120°이동된다. 이로 인해, 음향 모터 노이즈가 저감된다.A method and circuit for operating a multiphase dc motor in which the driving voltage is applied to the winding of the motor in a predetermined phase is presented. At each winding of the motor a zero crossing of the current flow is detected and the phase of the drive voltage is adjusted to zero crossing substantially simultaneously with the detected zero crossing of the current flow at each winding of the motor. The method includes generating these sets of three waveforms 45, 46, 47 to apply a drive voltage to each winding of the motor. Each waveform has a first segment 43 having a zero value for 120 °, a second segment 50 having a "up-slope" shape for a subsequent 60 °, two consecutive "for subsequent 120 °. A 360 ° period with a third segment having a “cap” shape followed by a fourth segment 52 having a “down slope” shape with respect to 60 °. Each waveform of the set is moved 120 ° from each other. This reduces the acoustic motor noise.
Description
본 발명은 하드 디스크 드라이브 등의 스핀들 모터와 같은 DC 브러시리스 다위상 모터(DC brushles polyphase motor)를 구동하는 방법 및 회로에서의 개선에 관한 것으로, 특히 이런 종류의 모터에서 적어도 음향 노이즈를 저감하는 구동 방법 및 회로의 개선 및 실질적으로 사인파 부분으로부터 구성되는, 더 자세하게는 그러한 파형 근사의 실질적으로 선형 근사로부터 구성되는 파형에 근사하는 구동 전압을 이용하여 그러한 모터를 구동하는 구동 방법 및 회로의 개선에 관한 것이다.The present invention relates to an improvement in a method and circuit for driving a DC brushles polyphase motor, such as a spindle motor, such as a hard disk drive, in particular a drive that reduces at least acoustic noise in this kind of motor. Improvements in methods and circuits and improvements in driving methods and circuits for driving such motors using drive voltages approximating waveforms substantially constructed from substantially linear approximations of such waveform approximations, constructed substantially from sinusoidal portions. will be.
DC 브러시리스의 작동에서, 본 발명이 관계하는 다위상 모터의 유형인 효과적인 모터 구동은 모터 위상에 인가되는 여기 전류가 개별 위상에 의해 발생된 bemf로 정렬될 것을 요구한다. 이 정렬을 달성하는 최상의 스킴 중 하나는 정류의 위상 및 주파수를 조정하는 위상 동기 루프를 이용해서, 구동되지 않은 와인딩의 bemf은 적당한 정류 상태의 중심에서 제로로 통과하는 것이다. 이 스킴은 종래의 6 상태 즉, +1, +1, 0, -1, -1, 0 시퀀스에서와 같이, 정류 파형의 형태가 구동되지 않은 영역을 포함할 때 잘 작동한다.In the operation of a DC brushless, effective motor drive, a type of multiphase motor to which the present invention relates, requires that the excitation current applied to the motor phase be aligned with the bemf generated by the individual phase. One of the best schemes to achieve this alignment is to use a phase locked loop that adjusts the phase and frequency of the commutation, so that the bemf of the undriven winding passes zero at the center of the appropriate rectification state. This scheme works well when the shape of the commutation waveform includes an undriven region, as in the conventional six states, i.e., +1, +1, 0, -1, -1, 0 sequence.
+1, +1, 0, -1, -1, 0 시퀀스가 구동 상태 사이에서 예리한 천이를 갖기 때문에, 이 시퀀스는 많은 높은 주파수 성분을 갖는다. 이것들은 모터에서 기계적공진을 여기하는 경향이 있고, 바람직하지 않은 음향 노이즈를 생성되게 한다. 더욱이, 구동되지 않은 모터 위상의 스텝 함수 3상태는 스텝 함수 파형과 함께 자체로 모터에서 토크 리플의 각도(degree)를 생성한다. 토크 리플은 모터 회전에서 균일하지 않게 되어, 모터에서 공진을 여기하여 또한 바람직하지 않은 음향 노이즈를 발생시킨다.Since the +1, +1, 0, -1, -1, 0 sequences have sharp transitions between driving states, this sequence has many high frequency components. These tend to excite mechanical resonances in the motor, causing undesirable acoustic noise to be produced. Moreover, the step function tri-state of the undriven motor phase, along with the step function waveform, creates the angle of torque ripple in the motor itself. Torque ripple becomes uneven in motor rotation, which excites resonance in the motor and also generates undesirable acoustic noise.
따라서, 음향 노이즈를 저감하는 것이 바람직하다면, 사인파 형태 여기 신호는 6상태 시퀀스보다 더 적합하다. 모터 드라이버가 사인 전류원으로 구성되면, 상술된 동일한 전압 감지 PLL이 이용될 수 있다. 그러나, 드라이버의 듀티 사이클이 사인곡선으로 변화될 때, 모터 구동 여기는 펄스 폭 변조(PWM)되어 드라이버 IC에서 전력 분산을 최소화한다. 이는 패키징 비용을 낮추고 시스템 비용을 전체적으로 줄이게 한다. 그러나 과거에는 특히 전류가 상대적으로 높을 때 그리고 PWM 스킴이 이용되는 것이 바람직할 때, 순수한 사인 파형을 갖는 전류를 발생시키는 것이 어려웠다.Thus, if it is desirable to reduce acoustic noise, sinusoidal excitation signals are more suitable than six-state sequences. If the motor driver is configured with a sinusoidal current source, the same voltage sensing PLL described above can be used. However, when the driver's duty cycle changes sinusoidally, the motor drive excitation is pulse width modulated (PWM) to minimize power dissipation in the driver IC. This lowers packaging costs and reduces system costs as a whole. In the past, however, it has been difficult to generate a current with a pure sine wave, especially when the current is relatively high and when a PWM scheme is desired to be used.
이전 출원 번호 09/300,754에서, 초기 기준선 소거 후에, 구동 파형은 120°에서 제로, 뒤이은 120°에서 "업 훅" 및 120°에서 "다운 훅" 의 연쇄적인 세그먼트로 구성되었다. 업 훅 및 다운 훅 파형은 두 개의 MDAC에서 발생되었다. MDAC의 동작은 바람직한 구동 파형을 형성하기 어렵게 된다는 문제를 갖고 있었다. 특히, 회로 트레이드오프는 결과로서 생기는 파형이 다위상 DC 모터 환경에서 적절히 동작할 수 있도록 만들어질 필요가 있었다.In previous application number 09 / 300,754, after the initial baseline erase, the drive waveform consisted of a chain segment of zero at 120 °, followed by “up hook” at 120 ° and “down hook” at 120 °. Up hook and down hook waveforms were generated in two MDACs. The operation of MDAC has a problem that it is difficult to form a desirable drive waveform. In particular, circuit tradeoffs needed to be made so that the resulting waveforms could operate properly in a multiphase DC motor environment.
또한, MDAC를 이용하여 사인 파형 세그먼트 조합으로부터 스스로 형성되는파형 세그먼트를 형성하는 것은 특별한 MDAC 설계 및 동작 고려를 필요로 한다. 사인 파형 세그먼트 조합에 근사하는 선형 파형 세그먼트로부터 구성될 수 있는 설계는 실현 및 그러한 MDAC의 작동을 상당히 쉽게 할 것이다.In addition, forming waveform segments that form themselves from sinusoidal waveform combinations using MDAC requires special MDAC design and operation considerations. Designs that can be constructed from linear waveform segments that approximate sine wave segment combinations will make implementation and operation of such MDACs quite easy.
결과적으로, 동작 중에 구동과 관련된 노이즈를 저감하거나 제거하여 동작시키는 디스크 드라이버 및 방법이 필요하다. 사인 신호 세그먼트로부터 생성된 구동 신호를 채용하고, 연쇄적인 선형 신호 세그먼트에 쉽게 근사하여 발생될 수 있는 디스크 드라이브 및 방법이 부가적으로 필요하다.As a result, there is a need for a disk driver and method that operates by reducing or removing noise associated with driving during operation. There is an additional need for a disk drive and method that employs a drive signal generated from a sinusoidal signal segment and can be generated by easily approximating a concatenated linear signal segment.
따라서, 상기와 같은 측면에서, 본 발명의 목적은 동작 중에 드라이브와 관련된 노이즈를 저감하거나 제거하여 동작하는 개선된 디스크 드라이브 및 방법을 제공하는 것이다.Accordingly, in view of the above, it is an object of the present invention to provide an improved disk drive and method which operates by reducing or removing noise associated with the drive during operation.
본 발명의 다른 목적은 사인 신호로부터 구성되거나 사인 신호의 세그먼트에 근사하는 실질적으로 연속적인 연쇄적인 파형을 가진 세그먼트를 갖는 다중 구동 신호를 채용하는 디스크 드라이브 및 방법을 제공하는 것이다.It is another object of the present invention to provide a disk drive and method that employs multiple drive signals having segments having substantially continuous chain waveforms constructed from or approximating segments of the sine signal.
본 발명의 다른 목적, 특징 및 이점은 첨부한 도면 및 청구범위와 함께 읽을 때, 발명의 상세한 설명으로부터 당업자에게 명백할 것이다.Other objects, features and advantages of the present invention will become apparent to those skilled in the art from the following detailed description when read in conjunction with the accompanying drawings and claims.
따라서, 본 발명의 넓은 측면에 따르면, 3위상 dc 모터를 작동하는 방법이 제시된다. 이 방법은 3 파형 세트를 발생시켜 모터의 각각의 와인딩에 구동 전압을 제공하는 단계를 포함한다. 각각의 파형은 120°에 대해 제로값을 갖는 제1 세그먼트, 뒤이은 60°에 대해 "업 슬로프" 형상을 갖는 제2 세그먼트, 뒤이은 120°에 대해 두 개의 연속적인 "캡" 형상을 갖는 제3 세그먼트, 뒤이은 60°에 대해 "다운 슬로프" 형상을 갖는 제4 세그먼트를 갖는 360°주기를 갖는다. 세트의 각각의 파형은 120°로 서로로부터 이동된다. 그런 다음 파형이 모터의 각각의 와인딩에 인가된다. 세그먼트 각각은에 근사하고, 여기에서 VMAG는 각 파형의 최대 진폭이고, ωt는 파형의 위상각이고, φ는 초기 위상각이지만, 양호한 실시예에서 각각의 파형 세그먼트는 적어도 하나의 선형 파형을 포함한다. 바람직하게는, 파형 세그먼트는 중심부에 브레이크포인트(breakpoint)를 갖는 2 선형부를 가질 수 있다.Thus, according to a broad aspect of the present invention, a method of operating a three phase dc motor is presented. The method includes generating three sets of waveforms to provide a drive voltage to each winding of the motor. Each waveform has a first segment having a zero value for 120 °, a second segment having a "up slope" shape for 60 ° following it, a second segment having two consecutive "cap" shapes for 120 ° following it. It has a 360 ° period with three segments, a fourth segment having a “down slope” shape for a subsequent 60 °. Each waveform of the set is moved from each other by 120 °. The waveform is then applied to each winding of the motor. Each segment Approx., Where VMAG is the maximum amplitude of each waveform, ωt is the phase angle of the waveform, and φ is the initial phase angle, but in a preferred embodiment each waveform segment comprises at least one linear waveform. Preferably, the waveform segment may have two linear portions with a breakpoint at the center.
본 발명의 넓은 측면에 따르면, 다위상 dc 모터를 작동하는데 음향 노이즈를 저감시키는 방법이 제시된다. 본 발명은 n 파형의 세트를 발생시켜 각각의 모터의 와인딩에 구동 전압을 인가하는 단계를 포함하고, n은 상기 다위상 dc 모터의 위상 수이다. 각각의 파형은 360°주기를 갖고, (360/n)°에 대해 제로값을 갖는 제1 세그먼트, 뒤이은 (360/2n)°에 대해 "업 슬로프" 형상을 갖는 제2 세그먼트, 뒤이은 (360/n)°에 대해 대해 두 개의 연속적인 "캡" 형상을 갖는 제3 세그먼트, 뒤이은 (360/2n)°에 대해 "다운 슬로프" 형상을 갖는 제4 세그먼트를 갖는다. 세트의 각각의 파형은 서로 (360/n)°로 이동된다. 파형은 모터의 상기 각각의 와인딩에 인가되어 모터를 구동시킨다. 파형은 드라이버에의 인가 전에 상기 구동 전압을 펄스 폭 변조될 수 있다.According to a broad aspect of the present invention, a method of reducing acoustic noise in operating a multiphase dc motor is presented. The present invention includes generating a set of n waveforms and applying a driving voltage to the windings of each motor, where n is the number of phases of the multiphase dc motor. Each waveform has a 360 ° period, a first segment having a zero value for (360 / n) °, a second segment having a "up slope" shape for (360 / 2n) °, followed by ( A third segment having two consecutive "cap" shapes for 360 / n) °, followed by a fourth segment having a "down slope" shape for (360 / 2n) °. Each waveform of the set is shifted by (360 / n) ° from each other. A waveform is applied to each of the windings of the motor to drive the motor. The waveform may be pulse width modulated with the drive voltage prior to application to the driver.
세그먼트 각각은Each segment
에 근사할 수 있고, 여기에서 VMAG는 각 파형의 최대 진폭이고, n은 상기 모터의 위상 수이고, ωt는 파형의 위상각이고, φ는 초기 위상각이다. 파형 세그먼트는 적어도 하나의 선형 파형을 포함할 수 있고, 더 상세하게는 파형 세그먼트의 각각은 중심부에 브레이크포인트를 갖는 2 선형부를 가질 수 있다. Can be approximated to, where VMAG is the maximum amplitude of each waveform, n is the number of phases of the motor, ωt is the phase angle of the waveform, and φ is the initial phase angle. The waveform segment may comprise at least one linear waveform, and more particularly each of the waveform segments may have two linear portions with breakpoints in the center.
본 발명의 또 다른 넓은 측면에 따르면, n위상 dc모터를 작동시키는 회로가 제시된다. 회로는 모터에 n 구동 신호 파형을 인가하는 드라이버를 갖는다. 구동 신호 파형의 소스가 제공된다. 각각의 구동 신호 파형은 (360/n)°에 대해 제로값을 갖는 제1 세그먼트, 뒤이은 (360/2n)°에 대해 "업 슬로프" 형상을 갖는 제2 세그먼트, 뒤이은 (360/n)°에 대해 대해 두 개의 연속적인 "캡" 형상을 갖는 제3 세그먼트, 뒤이은 (360/2n)°에 대해 "다운 슬로프" 형상을 갖는 제4 세그먼트를 갖는 360°주기를 가진다. 세트의 각각의 파형은 (360/n)°로 서로 이동된다. 구동 신호 파형은 실질적으로 선형 세그먼트 더 상세하게는 그 중심에 브레이크포인트를 갖는 2 선형부를 포함할 수 있다. 회로는 또한 드라이버에의 인가 전에 구동 신호 파형을 펄스 폭 변조하도록 제공될 수 있다.According to another broad aspect of the present invention, a circuit for operating an n-phase dc motor is presented. The circuit has a driver for applying an n drive signal waveform to the motor. A source of drive signal waveforms is provided. Each drive signal waveform is a first segment having a zero value for (360 / n) °, a second segment having a "up slope" shape for (360 / 2n) °, followed by (360 / n) It has a 360 ° period with a third segment having two consecutive "cap" shapes for °, followed by a fourth segment with a "down slope" shape for (360 / 2n) °. Each waveform of the set is shifted from each other by (360 / n) °. The drive signal waveform may comprise substantially linear segments more specifically two linear portions having breakpoints in the center thereof. Circuitry may also be provided to pulse width modulate the drive signal waveform prior to application to the driver.
세그먼트는 각각Each segment
에 근사할 수 있고, 여기에서 VMAG는 각각의 파형의 최대 진폭이고, ωt는 파형의 위상각이고, φ는 초기 위상각이다. Can be approximated to, where VMAG is the maximum amplitude of each waveform, ωt is the phase angle of the waveform, and φ is the initial phase angle.
본 발명의 또 다른 넓은 측면에 따르면, 미디어를 포함하는 데이터를 회전시키는 dc 브러시리스(brushless), 홀리스(Hall-less), 3위상 모터 타입의 디스크 드라이브 제품이 제시된다. 본 제품은 모터에서 와인딩의 선택된 각각의 세트에 구동 신호를 인가하는 3드라이버 회로를 포함한다. 3 모터 구동 전압 파형의 소스가 구동 신호를 제공한다. 각각의 파형은 360°의 주기를 갖는다. 제1 세그먼트는 120°에 대해 제로값을 갖는다. 제2 세그먼트는 60°에 대해 "업 슬로프" 형상을 갖는다. 제3 세그먼트는 120°에 대해 두 개의 연속적인 "캡" 형상을 갖고, 제4 세그먼트는 60°에 대해 "다운 슬로프" 형상을 갖는다. 세트의 각각의 파형은 120°에 의해 서로로부터 이동된다. 구동 신호 전압 파형은 실질적으로 선형 세그먼트, 더 상세하게는 중심에 브레이크포인트를 갖는 2 선형부로 형성된다. 세그먼트는 각각에 근사할 수 있고, 여기에서 VMAG는 각각의 파형의 최대 진폭이고, ωt는 파형의 위상각이고, φ는 초기 위상각이다.According to another broad aspect of the present invention, a disk brush product of a dc brushless, Hall-less, three-phase motor type that rotates data containing media is presented. The product includes a three driver circuit that applies a drive signal to each selected set of windings in the motor. 3 The source of the motor drive voltage waveform provides the drive signal. Each waveform has a 360 ° period. The first segment has zero value for 120 °. The second segment has a "up slope" shape for 60 °. The third segment has two consecutive "cap" shapes for 120 ° and the fourth segment has a "down slope" shape for 60 °. Each waveform of the set is moved from each other by 120 °. The drive signal voltage waveform is formed substantially as a linear segment, more specifically in two linear portions having a breakpoint at the center. Each segment Can be approximated to, where VMAG is the maximum amplitude of each waveform, ωt is the phase angle of the waveform, and φ is the initial phase angle.
여러 도면에서, 유사한 참조 번호는 동일하거나 유사한 부분을 표시하는데 이용된다.In the various figures, like reference numerals are used to indicate same or similar parts.
도 1은 3위상 dc 모터에 적합한 이상적인 구동 신호 파형도,1 is an ideal drive signal waveform diagram suitable for a three phase dc motor;
도 2는 본 발명의 양호한 실시예에 따른 다위상 dc 모터에 구동 신호를 인가하는 회로의 일부의 블럭도.2 is a block diagram of a portion of a circuit for applying a drive signal to a multiphase dc motor according to a preferred embodiment of the present invention.
도 3은 본 발명의 양호한 실시예에 따른 도 1의 이상적인 파형에 근접하도록 도 2의 MDAC 회로 중 하나의 출력에서 발생되는 "업 슬로프" 부분 파형도.3 is a "up slope" partial waveform diagram generated at the output of one of the MDAC circuits of FIG. 2 to approximate the ideal waveform of FIG. 1 in accordance with a preferred embodiment of the present invention.
도 4는 본 발명의 양호한 실시예에 따른 도 1의 이상적인 파형에 근접하도록 도 1의 MDAC 회로 중 다른 하나의 출력에서 발생되는 "캡" 부분 파형도.4 is a "cap" partial waveform diagram generated at the output of the other of the MDAC circuits of FIG. 1 to approximate the ideal waveform of FIG. 1 in accordance with a preferred embodiment of the present invention.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>
12: "캡" MDAC12: "cap" MDAC
14: "슬로프" MDAC14: "Slope" MDAC
16: 멀티플렉서16: multiplexer
18: 3 위상 dc 모터18: three phase dc motor
19: MDSD의 디스크19: Disk of MDSD
21: 멀티플렉서 제어기21: Multiplexer Controller
22: 클럭 발생기22: clock generator
36: "캡" PWM 변조기36: "cap" PWM modulator
38: "슬로프" PWM 변조기38: "Slope" PWM Modulator
본 발명의 양호한 실시예에 따르면, 구동될 모터의 와인딩에 인가되는 구동 파형은 미국 특허 출원 09/300,754에 개시된 방법으로 사인 파형으로부터 유도된다. 모터는 상술된 타입일 수 있고, 특히 상기 미국 특허 출원 09/300,754에 설명된 다위상 DC 모터 타입일 수 있다. 예시되는 실시예에서, 모터는 3위상 DC 모터인 것이 바람직하다.According to a preferred embodiment of the present invention, the drive waveform applied to the winding of the motor to be driven is derived from the sinusoidal waveform by the method disclosed in US patent application 09 / 300,754. The motor may be of the type described above, and in particular of the multiphase DC motor type described in US patent application 09 / 300,754. In the illustrated embodiment, the motor is preferably a three phase DC motor.
예시되는 실시예에서, 3 신호는 모터의 각각의 위상을 구동하는 다른 것으로부터 120°위상으로 이동되도록 정의된다. 모터 와인딩은 구동되는 "Y" 코일 구조의 3 코일 와인딩 노드 중 두 개로 구동되며 하나는 싱크로서 이용되기 때문에, 순수한 사인 파형으로 각각의 노드를 구동할 필요가 없다는 것에 주의해야 한다. 두 개의 구동되는 노드 사이의 전압 차가 실질적으로 사인 파형이라면 충분하다. 본 발명의 양호한 실시예에 따라 3개의 연속적인 구동 파형(45, 46, 47)을 도시한 그래프가 도 1에 도시된다. 각각의 파형(45, 46, 47)은 각각 상호적으로 결정된 모터의 입력 단자의 쌍에 인가되어 구동된다.In the illustrated embodiment, three signals are defined to be shifted 120 degrees out of the other driving each phase of the motor. It should be noted that the motor windings are driven by two of the three coil winding nodes of the driven “Y” coil structure and one is used as a sink, so it is not necessary to drive each node with a pure sine wave. It is sufficient if the voltage difference between the two driven nodes is substantially sinusoidal. A graph showing three consecutive drive waveforms 45, 46, 47 in accordance with a preferred embodiment of the present invention is shown in FIG. 1. Each waveform 45, 46, 47 is applied to and driven by a pair of input terminals of the motor, which are mutually determined, respectively.
구동 파형(45, 46, 47)을 구성하기 위해서, 서로 사인 파형 120°컷 오브 위상(cut-of-phase)의 세트의 순간 최소값을 갖는 사인 파형의 값이 다른 파형으로부터 감산된다. 도 1에 도시된 파형의 세트가 그 결과로 미국 특허 출원 09/300,754에 개시된 파형의 세트와 유사하다. 따라서, 각각의 세그먼트는에 근사할 수 있으며, 여기에서 VMAG는 각각의 파형의 최대 진폭이며, n은 모터의 위상의 수이며, ωt는 파형의 위상각이고, φ는 초기 위상각이다. 각각의 파형은 업훅부(40) 및 다운훅부(42)를 갖는다. 따라서, 사인파 세그먼트와 같이 나타나지만, 구동 파형 세그먼트는 실제로는 사인파 세그먼트가 아니다. 더욱이, 각각의 모터 위상은 정류 사이클에 대해 120° 로 3상태로 되며, 각각의 파형은 120°에 대해 제로인 세그먼트(43)를 갖는다.To construct the drive waveforms 45, 46, 47, the values of the sine waveforms having instantaneous minimum values of the set of sine waveforms 120 ° cut-of-phase from each other are subtracted from the other waveforms. The set of waveforms shown in FIG. 1 is consequently similar to the set of waveforms disclosed in US patent application 09 / 300,754. Thus, each segment Where VMAG is the maximum amplitude of each waveform, n is the number of phases of the motor, ωt is the phase angle of the waveform, and φ is the initial phase angle. Each waveform has an uphook portion 40 and a downhook portion 42. Thus, while appearing as a sine wave segment, the drive waveform segment is not actually a sine wave segment. Furthermore, each motor phase is triangulated at 120 ° for the commutation cycle and each waveform has a segment 43 that is zero for 120 °.
본 발명의 양호한 실시예에 따라, 다위상 dc 모터로 구동 신호를 인가하는회로의 일부(10)가 도 2에 도시된다. 회로는 "캡" 발생 MDAC(12) 및 후술될 "슬로프" 발생 MDAC(14)를 포함한다. 캡 및 슬로프 MDAC(12, 14)는 각각의 PMW CLK 사이클에 한 번씩 갱신되고 3 위상 dc 모터(18)로 인가하기 위한 멀티플렉서(16)에 의한 선택에 대해 성형 신호를 제공한다. dc 모터(18)는 예를 들어 대용량 데이터 기억 장치에 이용된 디스크(19)의 스핀들을 회전시킨다. 원한다면, MDAC(12, 14)의 출력은 도시된 바와 같이 PWM 변조기(36, 38)에 의해 알려진 방법으로 펄스 폭 변조될 수 있어서, 모터(18)에 인가되는 전력을 제어한다.In accordance with a preferred embodiment of the present invention, a portion 10 of a circuit for applying a drive signal to a multiphase dc motor is shown in FIG. The circuit includes a "cap" generation MDAC 12 and a "slope" generation MDAC 14 to be described below. The cap and slope MDACs 12 and 14 are updated once each PMW CLK cycle and provide shaping signals for selection by the multiplexer 16 for application to a three phase dc motor 18. The dc motor 18 rotates, for example, the spindle of the disk 19 used in the mass data storage device. If desired, the output of MDAC 12, 14 can be pulse width modulated in a known manner by PWM modulators 36, 38 as shown, thereby controlling the power applied to motor 18.
MDAC(14)는 사인파의 세그먼트 특히, 사인파의 60°세그먼트에 근사하도록 유도될 수 있는 슬로프 파형을 갖는 신호를 그 출력에 발생시킨다. MDAC(14)는 오름 차순 또는 내림 차순으로 세그먼트를 발생시킬 수 있어서, 오름 파형은 도 1에 도시된 "업-슬로프" 세그먼트(50)를 실질적으로 뒤따르거나 또는 내림 파형이 도 2에 도시된 바와 같이 "다운-슬로프" 세그먼트를 실질적으로 뒤따르게 된다. 파형의 주기가 360°로 고려되면, "업-슬로프" 세그먼트(50) 또는 "다운-슬로프" 세그먼트(52)는 길이가 (360/2n)°이며, 여기에서 n은 모터의 위상 수이다.MDAC 14 generates a signal at its output having a slope waveform that can be induced to approximate a segment of a sine wave, particularly a 60 ° segment of the sine wave. MDAC 14 may generate segments in ascending or descending order, such that the ascending waveform substantially follows the “up-slope” segment 50 shown in FIG. 1 or the descending waveform is shown in FIG. 2. As is substantially followed by the "down-slope" segment. If the period of the waveform is considered 360 °, the "up-slope" segment 50 or "down-slope" segment 52 is (360 / 2n) ° in length, where n is the number of phases of the motor.
"슬로프" MDAC(14)에 의해 발생된 파형은 예를 들어 도 3의 파형(60)으로 도시된 바와 같이 선형 파형인 것이 바람직하다. 도시된 바와 같이, 파형(60)은 파형의 상부 및 하부 사이의 거의 중간에 브레이크포인트(62)를 포함해서, 파형(60)의 각각의 반의 전체적인 형태는 도 1에 도시된 "업-슬로프" 세그먼트(50) 또는 "다운-슬로프" 세그먼트(60)와 거의 동일한 곡선이다. MDAC(14)의 동작중에 선형 파형을 이용하여 생기는 이점 중 하나는 선정된 레이트로 선택적으로 카운트 업하거나 카운트 다운하는 선형 카운터를 제공함으로써 쉽게 발생될 수 있는 것이다.The waveform generated by the " slope " MDAC 14 is preferably a linear waveform, as shown, for example, by waveform 60 in FIG. As shown, waveform 60 includes a breakpoint 62 about half way between the top and bottom of the waveform, so that the overall shape of each half of waveform 60 is an “up-slope” shown in FIG. 1. It is almost the same curve as segment 50 or "down-slope" segment 60. One of the advantages of using linear waveforms during the operation of MDAC 14 is that it can be easily generated by providing a linear counter that selectively counts up or down at a predetermined rate.
원한다면, MDAC(14)는 발생되는 파형(60)의 전체 진폭을 결정하는 스케일링 회로를 포함할 수 있다. 스케일링 회로는 예를 들어 원하는 파형의 발생에 필요한 바이어싱 전류를 제공하도록 개별적으로 어드레스 가능하게 선택될 수 있다. 또한 원한다면 파형(60)은 선정된 바이어스 값으로부터 카운트 값을 감산함으로써 발생될 수 있다.If desired, MDAC 14 may include a scaling circuit that determines the overall amplitude of waveform 60 generated. The scaling circuit can be individually addressably selected to provide the biasing current required for generation of the desired waveform, for example. Also, if desired, waveform 60 may be generated by subtracting the count value from the predetermined bias value.
유사하게, "캡" MDAC(12)는 도 4에 도시된 바와 같이 두 개의 연속적인 "캡" 파형(65)을 발생하도록 구성될 수 있다. 각각의 "캡" 파형(65, 66)은 뒤이은 브레이크 포인트(68)로 선형 업 카운트로써 형성되고, 그 다음에 원래 개시값으로 선형 카운트 다운된다. 그로 인한 파형(65, 66)은 도 1에서 파형(67, 68)에 대응한다. 다시, 예를 들어 선형 업 및 다운 카운터를 이용한 선형 파형 기술을 이용함으로써, 사인파 세그먼트(67, 68)는 쉽게 근사될 수 있다. 또한, 원한다면, 스케일링 회로는 MDAC(12)에 포함될 수 있어서, 파형의 전체적인 스케일은 예를 들어 어드레싱 회로 등에 의해 결정될 수 있다. 파형이 360°의 주기를 가지면, 각각의 캡 세그먼트는 전체 길이 (360/n)°에 대한 길이 (360/2n)°일 수 있으며, 여기에서 n은 모터 위상의 수이다.Similarly, the "cap" MDAC 12 may be configured to generate two consecutive "cap" waveforms 65 as shown in FIG. Each " cap " waveform 65, 66 is formed as a linear up count with a subsequent break point 68, and then linearly counted down to its original starting value. The resulting waveforms 65, 66 correspond to the waveforms 67, 68 in FIG. 1. Again, by using a linear waveform technique with, for example, a linear up and down counter, the sine wave segments 67 and 68 can be easily approximated. Also, if desired, scaling circuitry may be included in MDAC 12, such that the overall scale of the waveform may be determined by, for example, an addressing circuit or the like. If the waveform has a period of 360 °, each cap segment can be a length (360 / 2n) ° over the full length (360 / n) °, where n is the number of motor phases.
각각의 MDAC(12, 14)로부터의 출력은 멀티플렉서 회로(16)에 의해 3위상 모터(18)에 인가하기 위해 모터 제어 라인(30-32)에 선택적으로 인가된다. 멀티플렉서 회로(16)는 멀티플렉서 제어기(21)에 의해 제어되며, 분주기 회로(24)에 의해 분할되는 클럭 발생기(22)로부터 클럭 펄스를 수신한다. 예를 들어, 멀티플렉서제어기(21)는 멀티플렉서(16)로 어드레스를 반복적으로 인가하여 도 1에 도시된 반복 파형(45-47)을 발생하는 어드레스 회로일 수 있다.The output from each MDAC 12, 14 is selectively applied to the motor control lines 30-32 by the multiplexer circuit 16 for application to the three phase motor 18. The multiplexer circuit 16 is controlled by the multiplexer controller 21 and receives clock pulses from the clock generator 22 divided by the divider circuit 24. For example, the multiplexer controller 21 may be an address circuit that repeatedly applies an address to the multiplexer 16 to generate the repetitive waveforms 45-47 shown in FIG. 1.
원한다면, 도시된 바와 같이, MDAC(12, 14)로부터의 출력은 예를 들어 도시된 각각의 PWM 변조기(36, 38)에 의해 펄스 폭 변조될 수 있다. 펄스 폭 변조는 알려진 방법으로 수행될 수 있다. 통상적으로, 삼각파는 패스(pass) 파형으로서 이용되어 순간 삼각파의 값보다 클 때에만 전달되도록 신호를 변조시킨다. 도 2의 회로를 이용하여 실현될 수 있는 이점 중의 하나는 클럭 발생기(22)로부터 유도되는 공통 클럭 신호가 상술된 바와 같이, MDAC 회로(12, 14)에서 선형 파형 세그먼트의 발생에 이용될 수 있고, 동일 클럭 신호가 펄스 폭 변조기(36, 38)의 펄스 폭 변조 사이의 타이밍을 제어하는데 이용될 수 있기 때문에, MDAC에 의해 발생된 각각의 파형이 3위상 모터(18)에 인가되는 신호에서 지연 및 불연속을 피하기 위해 쉽게 조정될 수 있다는 점이다.If desired, as shown, the output from MDAC 12, 14 may be pulse width modulated by, for example, each PWM modulator 36, 38 shown. Pulse width modulation can be performed in a known manner. Typically, a triangle wave is used as a pass waveform to modulate the signal so that it is only transmitted when greater than the value of the instantaneous triangle wave. One of the advantages that can be realized using the circuit of FIG. 2 is that a common clock signal derived from clock generator 22 can be used to generate linear waveform segments in MDAC circuits 12 and 14, as described above. Since the same clock signal can be used to control the timing between the pulse width modulations of the pulse width modulators 36 and 38, each waveform generated by the MDAC is delayed in the signal applied to the three phase motor 18. And can be easily adjusted to avoid discontinuities.
본 발명은 특정 각도로 설명되고 예시되었지만, 본 개시는 단지 예시하는 방식으로 이루어진 것이고, 후술될 청구범위의 본질 및 범위에서 벗어나지 않으면서 일부분의 조합 및 배열에서 다양한 변화가 당업자에 따라 이루어질 수 있다.While the present invention has been described and illustrated at a particular angle, the present disclosure has been made by way of example only, and various changes in combination and arrangement of parts may be made by one skilled in the art without departing from the spirit and scope of the claims to be described below.
본 발명에 따르면, 디스크 드라이버의 동작 중에 구동과 관련된 노이즈를 저감하거나 제거할 수 있고, 사인 신호로부터 구성되거나 사인 신호의 세그먼트에 근사하는 실질적으로 연속적인 연쇄적인 파형을 가진 세그먼트를 갖는 다중 구동 신호를 채용할 수 있다.According to the present invention, it is possible to reduce or eliminate noise associated with driving during operation of a disk driver, and to generate a multiple drive signal having a segment having a substantially continuous chain waveform constructed from or approximating a segment of the sine signal. It can be adopted.
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