KR950000520Y1 - 정보처리시스템의 보이스 코일형 모터의 구동회로 - Google Patents

정보처리시스템의 보이스 코일형 모터의 구동회로 Download PDF

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KR950000520Y1
KR950000520Y1 KR2019940019477U KR19940019477U KR950000520Y1 KR 950000520 Y1 KR950000520 Y1 KR 950000520Y1 KR 2019940019477 U KR2019940019477 U KR 2019940019477U KR 19940019477 U KR19940019477 U KR 19940019477U KR 950000520 Y1 KR950000520 Y1 KR 950000520Y1
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장우석
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대우전자 주식회사
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    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P7/00—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors
    • H02P7/02—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors the DC motors being of the linear type
    • H02P7/025—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors the DC motors being of the linear type the DC motors being of the moving coil type, e.g. voice coil motors
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
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Abstract

내용 없음.

Description

정보처리시스템의 보이스 코일형 모터의 구동회로
제1도는 종래의 보이스 코일형 모터의 구동회로의 일실시예를 나타낸 블록구성도.
제2도는 본 고안에 따른 정보기억시스템의 보이스 코일형 모터의 구동회도를 나타낸 블록구성도.
제3도는 예시도면 제2도에 도시된 본 고안에 따른 보이스 코일형 모터의 구동회로를 상세하게 나타낸 회로도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 제어부 2 : 디지탈-아탈로그 변환부
3 : OP증폭기부 4 : 보이스 코일형 모터(VCM)
5 : 전류방향절환부 6 : 전류조절부
7 : 파워모드절환부 8 : 모터 드라이브부
TR1~TR7: 트랜지스터 Q1~Q3: MOS FET
ZD1, ZD2: 제너 다이오드 R1~R9: 저항
C1: 콘덴서
본 고안은 정보처리시스템의 보이스 코일형 모터(Voice Coil Motor)의 구동회로에 관한 것으로, 특히 정보 기록매체상에서의 대략적인 트랙억세스시에는 보이스 코일형 모터를 고파워모드로 구동시키고, 미세트랙킹시에는 저파워모드로 구동하여 고속으로 정도(精度)높은 트랙킹을 실현가능하게 한 정보처리시스템의 보이스 코일형 모터의 구동회로에 관한 것이다.
최근, 하드 디스크 드라이브(Hard Disc Drive)라든지 광 디스크 드라이브(Op tical Drive)등과 같이 대용량의 정보를 기록하거나 독출할 수 있는 정보기억시스템이 주목되고 있는 바, 이러한 대용량 정보기억시스템에서는 고기록 밀도 및 고속데이터처리 등을 위해 높은 정밀도를 가지면서 고속으로 동작할 수 있는 헤드위치결정용 액추에이터가 요구되고 있고, 현재 이러한 요구에 따라 소위 보이스 코일형 모터(Voice Coil Moter : VCM)가 널리 이용되고 있다.
예시도면 제1도에는 종래의 VCM의 구동회로에 관한 일실시예가 도시되어 있는 바, 이에 대해 개략적으로 설명하면 다음과 같다.
예시도면 제1도에서 VCM(4)에 가하려는 전류의 방향과 크기를 통상 8비트 모터 구동데이터로 출력하는 제어부(1)에 VCM구동전류의 변동폭에 관한 기준치(Vref)가 인가되는 디지탈-아날로그(D/A)변환부(2)가 접속되어 있으며, 이 D/A변환부(2)의 출력은 OP증폭기부(3)의 비반전입력단자(+)에 입력되고, 이 값에 따라 VCM(4)을 구동시키는 전류가 흐르게 된다.
그런데, 이와같이 구성된 종래의 보이스 코일형 모터의 구동회로에 있어서는, 제어부(1)로 부터 출력되는 8비트의 모터 구동 데이터 중에는 모터의 가속 또는 감속에 따른 전류방향 및 크기데이터를 나타내는 1비트 데이터도 포함되므로 실제 전류의 크기 즉 모터의 가속 또는 감속의 크기에 관한 분해능(Resolution)이 1/27으로 되고, 또 상기 D/A 변환부(2)에서는 VCM구동전류의 변동폭이 미리 설정된 기준치의 범위내로 고정되므로, 결국 대략적인 트랙억세스와 미세트랙킹이 동일한 파워로 행해지게 된다.
이 경우, 미세트랙킹 동작이 너무 높은 파워로 실행되기 때문에 트랙킹시간이 길어지게 되고, 이에 따라 각 트랙킹동작에 따라 정도높은 정밀제어에 한계가 결점이 있다.
본 고안은 상기한 바와같은 종래 기술상의 제반 결점을 해결하기 위한 것으로, 보이스 코일형 모터 구동데이타와 모터의 가속/감속제어신호를 분리적으로 공급함으로써 VCM구동전류의 분해능을 더욱 향상시키도록 된 정보처리시스템의 보이스 코일형 모터의 구동회로를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 고안의 다른 목적은 보이스 코일형 모터(VCM)를 이용하는 데이터기록매체상에 트랙킹동작시 대략적인 트랙억제스시에는 고파워모드로 머터를 구동하고, 미세트랙킹시에는 저파워모드로 절환하여 모터를 구동함으로써 정도 높은 트랙킹을 가능하게 함과 더불어 트랙킹시간을 저감시키도록 한 정보기억시스템의 보이스코일형 모터의 구동회로를 제공하는 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위해, 본 고안에 따르면 8비트의 모터구동데이터를 출력하는 제어부(1)와, 상기 제어부(1)로 부터 인가되는 모터구동데이터를 디지탈-아날로그 변환하는 디지탈-아날로그 변환부(2)와, 상기 디지탈/아날로그 변환부(2)로 부터의 아날로그 출력에 기초하여 VCM(4)에 인가되는 구동전류를 조절하는 OP증폭기부(3)와, 상기 OP증폭기부(3)의 조절로 VCM(4)에 정방향 혹은 역방향의 전류를 공급하여 VCM(4)을 정/역구동시키는 모터 드라이브부(8)로 구성된 정보처리시스템의 보이스 코일형 모터의 구동회로에 있어서, 상기 제어부(1)는 모터구동데이터와는 분리적으로 전류방향 절환신호와 파워모드 절환신호를 발생하게 되고, 상기 제어부(1)로 부터의 전류방향 절환신호에 따라 VCM(4)에 공급되는 전류방향을 제어하는 전류방향 절환부(5)와, 상기 OP증폭기부(3)의 모터구동데이타로 VCM(4)에 흐르는 전류량을 발생하는 전류조절부(6)와, 상기 제어부(1)로 부터의 파워모드 절환신호에 따라 VCM (4)의 구동전원 출력레벨을 절환하는 파워모드 절환부(7)를 포함하여 구성되어짐을 특징으로 하는 것이다.
이하, 본 고안에 따른 보이스 코일형 모터 구동회로에 대해 예시도면을 참조하여 상세히 설명한다.
예시도면 제2도는 본 고안에 따른 보이스 코일형 모터 구동회의 블록구성도이고, 예시도면 제3도는 예시도면 제2도에 도시된 보이스 코일형 모터 구동회로의 상세회로도로서, 상기 예시도면 제2도와 예시도면 제3도에 도시된 회로구성에서 상기 예시도면 제1도의 구성요소와 대응하거나 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호로 표시한다.
도면에 있어서, 참조부호 1은 제어부로서, 이 제어부(1)는 모터구동데이터와 전류방향 절환신호 및 파워모드 절환신호를 분리하여 출력하는 점이 제1도의 제어부와는 다르게 되어 있다.
즉, 본 고안에 따른 제어부(1)에서는 모터구동데이터가 예컨대 8비트로 구성되는 경우 종래와는 달리 그 8비트를 모두 모터구동데이터로 구성하여 결국 1/28의 분해능을 확보하도록 되어 있다. 또, 참조부호 2는 상기 제어부(1)에서 인가되는 1/28의 분해능을 갖는 모터구동데이터를 디지탈-아날로그 변환하는 디지탈-아날로그(D/A)벼환부, 3은 이 D/A변환부(2)에서 인가되는 아날로그 출력신호를 받아 VCM(4)를 통해 흐르는 전류를 발생하는 역할을 하는 OP증폭기부이다.
또, 참조부호 5는 상기 제어부(1)에서 인가되는 전류방향 절환신호에 따라 VC M(4)의 정방향 또는 역방향의 전류방향을 제어하는 전류방향 절환부로서, 이 전류방향 절환부(5)는 예시도면 제3도에 도시된 바와같이 베이스가 저항(R1, R2)을 매개하여 전류방향 절환신호 입력측에 접속됨과 더불어 에미터가 접지측에 접속된 트랜지스터( TR1)와, 게이트가 상기 트랜지스터(TR1)의 컬렉터에 접속되고 드레인이 접지측에 접속된 MOS FET(Q1), 게이트가 상기 MOS FET(Q1)의 소오스에 접속됨과 더불어 소오스가 상기 VCM(4)의 일측에 접속된 MOS FET(Q2), 게이트가 상기 트랜지스터(T R1)의 컬렉터측에 접속되고 드레인이 상기 MOS FET(Q2)의 드레인과 트랜지스터(T R7)의 컬렉터측에 접속되며 소오스가 상기 VCM(4)의 다른 측에 접속된 MOS FET( Q3)로 구서된다.
참조번호 8은 상기 전류방향 절환부(5)를 매개로 입력한 전류방향 절환신호에 따라 구동하여 VCM(4)에 정역/역방향의 전류를 공급하여 VCM(4)를 구동시키는 모터 드라이브부로서, 에미터가 상기 MOS FET(Q1, Q2)의 소오스-게이트 접속마다에 저항(R3, R4)을 매개하여 접속되고 컬렉터가 상기 MOS FET(Q2)의 소오스측에 접속된 트랜지스터(TR2)와 다링톤 접속되면서 베이스가 상기 저항(R3, R4)의 접속마다에 접속됨과 더불어 컬렉터가 상기 트랜지스터(TR2)의 컬렉터에 공통접속된 트랜지스터( TR3), 에미터가 저항(R3, R4)을 매개하여 상기 MOS FET(Q3)의 소오스측에 접속된 트랜지스터(TR4) 및 이 트랜지스터(TR4)의 컬렉터와 공통접속된 트랜지스터(TR5)로 구성된다.
도면의 참조부호 6은 베이스가 상기 OP증폭기부(3)의 출력단자에 접속되고 컬렉터가 상기 MOS FET(Q3, Q4)의 드레인-드레인접속마디에 접속되는 한편 에미터가 후술하는 파워모드 절환부(7)에 접속된 트랜지스터(TR7)로 구성된 전류조절부이다.
또, 7은 상기 제어부(1)로부터 인가되는 파워모드 절환신호에 따라 대략적인 트렉억세스시에는 상기 VCM(4)이 고파워모드로 분리되도록 하는 반면 미세트랙킹시에는 상기 VCM(4)이 저파워모드로 동작되도록 하는 파워모드 절환부로서, 이 파워모드 절환부(7)는 일단이 접지측에 접속됨과 더불어 다른 단이 상기 전류조절부(6)의 트랜지스터(TR7)의 에미터측에 접속된 저파워모드 설정용 저항(R9)과, 이 저항(R9)의 다른 단에 공통접속된 고파워모드 설정용 저항(R8) 및 베이스가 모드절환 신호 입력층에 접속되고 에미터가 접지측에 접속되는 한편 컬렉터가 저항(R8)의 다른 단에 접속된 스위칭 트랜지스터(TR6)로 구성된다.
이와 같이 구성된 본 고안에 따른 보이스 코일형 모터의 구동회로에 대해 상세히 설명한다.
먼저, 제어부(1)에서 8비트 모터구동 데이터의 전류방향 절환신호 및 파워모드 절환신호가 출려되면, 상기 D/A 변환부(2)에서는 기준치(Vref)를 기초로 그 8비트 모터구동데이터를 아날로그 신호로 변환하여 OP증폭기부(3)에 인가하게 된다. 이때 상기 전류방향 절환부(5)에 인가되는 전류방향 절환신호는 예컨대 역방향의 경우에는 "로우" 레벨(OV)인 반면 경방향의 경우에는 "하이" 레벨(5V)로 인가되는데, 전류방향 절환신호가 "로우" 레벨로 인가되면(역방향의 경우) 트랜지스터(TR1)가 "턴오프"되는 반면 MOS FET(Q1)가 "턴온"되고, 이에 따라 다링톤접속된 트랜지스터(TR2, TR3)도 "턴온"됨과 더불어 MOS FET(Q3)도 "턴온"도므로 결국 B+-트랜지스터(TR2, TR3)- VCM(4)-MOS FET(Q2)-트랜지스터(TR7)에 의해 전류경로가 형성된다.
이에 대해, 상기 전류방향 절환신호가 "하이"레벨이면(정방향의 경우) 상기 트랜지스터(TR1)가 "턴온"되고 이에 따라 MOS FET(Q,Q3)가 "턴오프"됨과 더불어 다링톤 접속된 트랜지스터(TR4, TR5)가 "턴온"됨과 동시에 게이트에 저항(R3, R4)을 통해 하이레벨 전압이 인가되는 MOS FET(Q2)가 "턴온"되므로 결국 B+-트랜지스터(T R4, TR5)- VCM(4)-MOS FET(Q2)-트랜지스터(TR7)에 의해 전류경로가 형성된다.
상기와 같이 형성되는 전류경로를 따라 흐르는 전류는 트랜지스터(TR7)로 구성된 전류조절부(6)에 인가되어, 상기 트랜지스터(TR7)의 베이스측의 OP증폭기부(3 )로부터 인가되는 출력신호와 OP증폭기부(3)의 반전단자(-)의 전압에 의해 조절된다.
한편, 상기 파워모드 절환신호는 고파원모드의 경우에 "하이" 레벨, 저파원모드의 경우에는 "로우" 레벨로 설정되어 입력되는바, 예컨대 "하이" 레벨인 경우에는 트랜지스터(TR6)가 "턴온"되어 저항(R8)이 회로접속상태로 되므로 실제 상기 트랜지스터( TR7)를 통해 흐르는 전류의 크기는 이하의 식(1)과 같이 표시되는 반면, 상기 파워모드 절환신호가 "로우" 레벨이면 상기 트랜지스터(TR6)가 "턴오프"되어 저항(R8)은 비접속상태로 되므로 실제 상기 트랜지스터(TR7)를 통해 흐르는 전류의 크기는 이하의 식(2)과 같이 표시될 수 있다. 즉,
in=Vo/Ro……………………(1)
iL+Vo/Rg……………………(2)
여기서, Vo=8비트데이타×Vref/255……………(3)
Ro=Ra, Rg/(Ra+Rg)………………………(4)
(단, Rg＼Ra)
따라서, 고파워모드인 경우에는 저항(R8, R9)에 의해 상기 트랜지스터(TR7)의 에미터측 전류가 조절되어 결국 VCM(4)의 구동전류가 조절되는 상태로 되고, 이와 달리 저파워모드인 경우에는 저항(R9)에 의해서만 트랜지스터(TR7)의 에미터측 전류가 조절되어 VCM(4)의 구동전류가 조절된다.
상기한 바와같이, 본 고안에 따른 정보기억 시스템의 보이스 코일형 모터의 구동회로에 의하면, 모터구동데이터와 전류방향 절환신호 및 파워모드 절환신호가 분리적으로 처리되고, 그에 따라 VCM(4)의 구동조적이 높은 분해능을 가지고서 결정되므로 고정도를 고속의 모터구동이 가능하게 된다는 장점이 있다.
또한 본 고안은 상기한 실시예에서 정보기억 시스템에 적용된 경우에 대해 설명하였지만, 모터의 고속, 고정밀 위치제어가 필요한 정밀 가동기계에도 적용될 수 있다.

Claims (4)

  1. 8비트의 모터구동데이터를 출력하는 제어부(1)와, 상기 제어부(1)로 부터 인가되는 모터구동데이터를 디지탈-아날로그 변환하는 디지탈-아날로그 변환부(2)와 상기 디지탈/아날로그 변환부(2)로 부터의 아날로그 출력에 기초하여 VCM(4)에 인가되는 구동전류를 조절하는 OP증폭기부(3)와, 상기 OP증폭기부(3)의 조절로 VCM(4)에 정방향 혹은 역방향의 전류를 공급하여 VCM(4)을 정/역구동시키는 모터 드라이브부(8)로 구성된 정보처리시스템의 보이스 코일형 모터의 구동회로에 있어서, 상기 제어부(1)는 모터구동데이터와는 분리적으로 전류방향 절환신호와 파워모드 절환신호를 발생하게 되고, 상기 제어부(1)로 부터의 전류방향 절환신호에 따라 VCM(4)에 공급되는 전류방향을 제어하는 전류방향 절환부(5)와, 상기 OP증폭기부(3)의 모터구동데이타로 VCM(4)에 흐르는 전류량을 발생하는 전류조절부(6)와, 상기 제어부(1)로 부터의 파워모드 절환신호에 따라 VCM (4)의 구동전원 출력레벨을 절환하는 파워모드 절환부(7)를 포함하여 구성되어짐을 특징으로 하는 정보처리 시스템의 보이스 코일형 모터의 구동회로.
  2. 제1항에 있어서, 상기 전류방향 절환부(5)는 트랜지스터(TR1)에 의해 전류방향이 절환되도록 하는 것을 특징으로 하는 정보처리 시스템의 보이스 코일형 모터의 구동회로.
  3. 제1항에 있어서, 상기 전류조절부(6)는 상기 OP증폭기부(3)로 부터 출력 및 OP증폭기부(3)의 반전단자 전압에 따라 상기 VCM(4)의 전류량을 조절하는 트랜지스터(TR7)로 구성된 것을 특징으로 하는 정보처리 시스템의 보이스 코일형 모터의 구동회로.
  4. 제1항에 있어서, 상기 파워모드절환부(7)는 저파원모드 설정용 저항(R8)과, 고파워모드 설정용 저항(R8) 및 파워모드 절환신호에 따라 스위칭 동작하는 스위칭 트랜지스터(TR6)로 구성된 것을 특징으로 하는 정보처리 시스템의 보이스 코일형 모터의 구동회로.
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KR100619421B1 (ko) * 2005-01-06 2006-09-11 엘지전자 주식회사 보이스 코일 모터 구동장치

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