WO2005020425A1 - モータドライバ及び磁気ディスク装置 - Google Patents

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Mitsuaki Daio
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Rohm Co., Ltd
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    • G11B5/48Disposition or mounting of heads or head supports relative to record carriers ; arrangements of heads, e.g. for scanning the record carrier to increase the relative speed
    • G11B5/54Disposition or mounting of heads or head supports relative to record carriers ; arrangements of heads, e.g. for scanning the record carrier to increase the relative speed with provision for moving the head into or out of its operative position or across tracks
    • G11B5/55Track change, selection or acquisition by displacement of the head
    • G11B5/5521Track change, selection or acquisition by displacement of the head across disk tracks
    • G11B5/5526Control therefor; circuits, track configurations or relative disposition of servo-information transducers and servo-information tracks for control thereof
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P7/00Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors
    • H02P7/06Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual dc dynamo-electric motor by varying field or armature current
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    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P25/00Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of AC motor or by structural details
    • H02P25/02Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of AC motor or by structural details characterised by the kind of motor
    • H02P25/06Linear motors

Definitions

  • the present invention relates to a motor driver for driving a DC motor, and more particularly to a motor driver that detects a current flowing through a motor coil and determines a current determined with respect to an input voltage.
  • the present invention also relates to a magnetic disk drive in which a magnetic head is driven and controlled by the motor driver.
  • a DC motor such as a VCM (Voice Coil Motor) is current-controlled by a motor driver.
  • VCM Vehicle Coil Motor
  • some motor drivers that output a drive current to a DC motor are configured to detect a current flowing in a coil of the DC motor and perform feedback control.
  • a VCM control unit including a sense resistor for detecting the voltage of the drive current of the VCM and a sense amplifier for amplifying the voltage between both ends of the sense resistor and feeding back to the input side.
  • a sense resistor for detecting the voltage of the drive current of the VCM and a sense amplifier for amplifying the voltage between both ends of the sense resistor and feeding back to the input side.
  • Patent Document 1 JP 2003-173640 A
  • a conventional motor driver such as a control unit in Patent Document 1 is used for a VCM driver provided in a hard disk.
  • the resolution is increasing as the density of the hard disk is increased. Therefore, when the magnetic head moved by the VCM follows the track on the disk, the current flowing through the motor coil becomes small. If the value of the detection resistor for detecting the output current to the motor coil is small, the The detection accuracy of the amplifier deteriorates. Therefore, it is necessary to increase the amplification factor of the current detection amplifier including the differential amplifier circuit for amplifying the voltage of the detection resistor, or to increase the resistance value of the detection resistor.
  • the present invention includes a motor driver capable of switching a resistance value of a detection resistor for detecting the current according to the magnitude of a current flowing through the motor coil, and the motor driver. It is an object of the present invention to provide a magnetic disk drive.
  • a motor driver of the present invention includes a current output driver that outputs a driving current to be supplied to a DC motor, a current / voltage amplification ratio of the driving current with respect to an input voltage to a current value. And a gain switching circuit that switches between the n detection resistors and the n detection resistors connected in series with the coil of the DC motor. One end is connected to one end of the side remote from the coil and a predetermined DC voltage is applied to the other end. The switch is provided for each of the n detection resistors and the n detection resistors. Detecting the voltage across both ends of each resistor
  • a motor driver includes a current output driver that outputs a drive current to be supplied to a DC motor, and a current / voltage amplification ratio of a current value of the drive current with respect to an input voltage. And a gain switching circuit that switches between the first detection resistor and the first detection resistor, one end of which is connected to a coil constituting the DC motor, and the other end of the first detection resistor is connected in series with the coil.
  • a second detection resistor having a resistance value different from that of the first detection resistor connected in series with the first detection resistor; the other end of the first detection resistor and one end of the second detection resistor One end is connected to a connection node between the first switch and a predetermined DC voltage is applied to the other end, and one end is connected to the other end of the second detection resistor, and the other end is connected to the predetermined end.
  • a magnetic disk drive provides a magnetic disk drive by transmitting the motor driver according to any of the above, the DC motor driven and controlled by the motor driver, and the power of the DC motor. And a magnetic head that moves in the radial direction.
  • the detection resistor to be used can be switched, so that the detection resistor for detecting the amount of the drive current is selected according to the amount of the drive current applied to the DC motor. That can be S. Therefore, regardless of the magnitude of the drive current, the drive current can be detected with high accuracy by the current detection amplifier. Therefore, the output range of the drive current that can be used can be expanded, and the drive control of the DC motor can be performed with high accuracy even when the drive current is very small. Further, even when the drive current becomes large, by selecting a detection resistor having a small resistance value, heat generation and power consumption in the detection resistor can be suppressed.
  • FIG. 1 is a block circuit diagram showing a configuration of a motor driver according to the present invention.
  • FIG. 2 is a schematic configuration diagram showing a configuration of a magnetic disk device including the motor driver of FIG. 1.
  • FIG. 3 is an equivalent circuit diagram of the motor driver of FIG. 1.
  • FIG. 4 is a circuit diagram showing a circuit configuration of a motor driver of the present invention.
  • FIG. 5 is a block circuit diagram showing another configuration of the motor driver of the present invention.
  • FIG. 1 is a block circuit diagram showing an internal configuration of a semiconductor integrated circuit device constituting a motor driver of the present embodiment.
  • the input terminal IN 1 to which a signal for determining the moving amount of the header moved by the VCM 3 is input and the switching signal for changing the gain of the amplifier circuit including the driver D 1 are provided.
  • DAC digital Z-analog conversion circuit
  • a gain switching circuit 2 that switches the gain of the current
  • a current driving driver D1 that outputs a current corresponding to the voltage signal supplied from the DAC1 through the gain switching circuit 2 to VCM3, and an inversion of the current flowing through VCM3.
  • the drivers D 2 and D 3 are switched on / off by the gain switching circuit 2.
  • the current detection amplifiers Al and A2 of the motor driver included in the semiconductor integrated circuit device have detection resistors RSI and RS2 respectively. The voltage applied to both ends is amplified and amplified, and is fed back to the gain switching circuit 2.
  • two inputs of the current detection amplifier A1 are connected to the input terminals IN3 and IN4, and two inputs of the current detection amplifier A2 are connected to the input terminal IN4 and the output terminal OUT3.
  • the resistance values of the detection resistors RS1 and RS2 are set so that the detection resistor RS2 is larger.
  • the output terminal OUT1 is connected to one end of the coil of VCM3, the output terminal ⁇ UT2 is connected to the connection node of the detection resistors RSI and RS2, and the output terminal OUT3 is connected to the other end of the detection resistor RS2. Connected to. Therefore, when a large current is applied to VCM3 to perform a high-speed rotation operation such as when seeking the magnetic head 21 shown in FIG. 2, current detection is performed from the voltage applied to the detection resistor RS1 having a small resistance value.
  • the magnetic head 21 operates in the radial direction with respect to the disk 20 when the power of the VCM 3 is transmitted by the intermediate member 21a. When the operation of the magnetic disk device is stopped, the magnetic head 21 is stored in the ramp area 22 provided outside the disk 20.
  • the driver D2 is turned on by the gain switching circuit 2, and the driver D3 is turned off.
  • the driving current output from the driver D1 passes through the coil of the VCM3, the detection resistor RS1, and the output terminal OUT2.
  • a voltage applied to both ends of the detection resistor RS 1 is amplified by the current detection amplifier A 1 and is fed back to the gain switching circuit 2.
  • the drive current is adjusted by subtracting the voltage from the current detection amplifier A1 from the voltage supplied from the DAC1.
  • VCM3 When a small current is applied to VCM3 to perform a high-precision rotation operation, such as when the magnetic head 21 follows the track of the disk 20, the voltage applied to the detection resistor RS2 having a large resistance value is applied. More current detection is performed. Therefore, the driver D3 is controlled by the gain switching circuit 2.
  • the driver D2 is turned off while the driver D2 is turned off, and the drive current output from the driver D1 flows into the driver D3 via the coil of VCM3, the detection resistors RS1 and RS2, and the output terminal ⁇ UT3. Then, the voltage applied to both ends of the detection resistor RS2 is amplified by the current detection amplifier A2 and is fed back to the gain switching circuit 2. In the gain switching circuit 2, the voltage from the current detection amplifier A2 is subtracted from the voltage supplied from the DAC 1 so that the drive power The flow is regulated.
  • the drivers D 2 and D 3 function as switches for feeding the current flowing through the detection resistors RS 1 and RS 2 back to the gain switching circuit 2. Therefore, the motor driver can perform the above-described operation by being configured by a circuit including the switches Sa and Sb as shown in FIG. 3 instead of the drivers D2 and D3.
  • FIG. 4 shows a circuit configuration of a motor driver configured in such a semiconductor integrated circuit.
  • the motor driver shown in FIG. 4 performs electrical connection between DAC1, a resistor Rla Rid that is supplied with a voltage signal output from DAC1 at one end and is connected in parallel, and a resistor Rla—Rid.
  • the switch SW1 to be selected, the switch SW2 connected to the switch SW1, the resistors R2a and R2b whose electrical connection to the switch SW1 is selected by the switch SW2, and the inverting input terminal at the connection node between the switches SW1 and SW2.
  • one end is connected to the other end of each of the resistors R3a and R3b, one end of which is connected to the output terminal of each of the differential amplifiers OP3a and OP3b, and the other end of each of the resistors R3a and R3b.
  • the resistors R4a and R4b, the resistors R5a and R6a having one ends connected to the non-inverting input terminals of the differential amplifier ⁇ P3a
  • the resistors R5b and R5b having one ends connected to the non-inverting input terminals of the differential amplifier OP3b.
  • resistors R7a and R7b having one ends connected to the output terminals of the differential amplifier OP1 and resistors R8a and R8b having one ends connected to the output terminals of the differential amplifiers OP2a and ⁇ P2b. .
  • a connection node between the resistors R3a and R4a is connected to the inverting input terminal of the differential amplifier ⁇ P3a, and a connection node between the resistors R3b and R4b is connected to the inverting input terminal of the differential amplifier ⁇ P3b.
  • the other end of the resistor R4a is connected to a connection node between the detection resistors RSI and RS2, and the other end of the resistor R4b is connected to a connection node between the detection resistor RS2 and the output terminal of the differential amplifier ⁇ P2b.
  • the other end of the resistor R5a is connected to a connection node between the detection resistors RS1 and VCM3, and the other end of the resistor R5b is connected to a connection node between the detection resistors RSI and RS2.
  • DC voltage Vref is applied to the other ends of R6a and R6b.
  • a connection node at the other end of the resistors R7a and R8a is connected to the inverting input terminal of the differential amplifier ⁇ P2a, and a connection node at the other end of the resistors R7b and R8b is connected to the differential amplifier OP2b. Connected to inverting input terminal. Further, when the maximum value of the voltage signal output from DAC1 is VM and the minimum value is 0, a DC voltage of 1 / 2VM is applied to the non-inverting input terminals of the differential amplifiers OP2a and ⁇ P2b. Applied. The DC voltage Vref is input to the non-inverting input terminal of the differential amplifier OP1.
  • the resistance values of the resistors RSI and RS2 have a relationship of S1 and RS2, and the resistance value of the resistor Rla Rid has a relationship of Rla, Rib, Rlc, and Rid.
  • the resistors R2a and R2b have a relationship of R2a and R2b. Then, either of the resistances Rla and Rib is applied to the switch SW1 and the inverting input of the differential amplifier ⁇ P1.
  • the switch SW2 electrically connects the resistor R2a to the inverting input terminal of the differential amplifier OP1 and sets the differential amplifier OP2b to OFF.
  • the resistor R2b and the inverting input terminal of the differential amplifier OP1 are connected by the switch SW2. While being electrically connected, the differential amplifier # P2a is turned off.
  • the current detection amplifier A1 having the amplification factor K1 is constituted by the differential amplifier OP3a and the resistors R3a-R6a
  • the current detection amplifier A2 having the amplification factor K2 is constituted by the differential amplifier OP3b and the resistors R3b and R6b.
  • A2 is configured.
  • the amplification factors Kl and ⁇ 2 satisfy the relationship ⁇ 1> ⁇ 2.
  • the resistances of the resistors R7a and R7b are set to be equal, and the resistances of the resistors R8a and R8b are set to be equal.
  • the magnetic head 21 When configured as described above, the magnetic head 21 is moved at a high speed to perform a search. When the moving amount of the magnetic head 21 becomes large, it is necessary to increase the driving current of VCM3 in order to increase the rotation speed of VCM3. Therefore, one of the resistors Rla and Rib is selected by the switch SW1 by the switching signal, and the resistor R2a is selected by the switch SW2. Therefore, the input from the differential amplifier OP3a to the inverting input terminal of the differential amplifier OP1 is adjusted by the output from the differential amplifier OP3a, so that the adjustment by the voltage applied to the detection resistor RS1 is performed.
  • the differential amplifier ⁇ P2a is set to ⁇ N by the switching signal, and the differential amplifier OP2b is turned off by the switching signal. Therefore, the drive current output from the operational amplifier ⁇ P1 flows through VCM3, and then flows into the differential amplifier OP2a via the detection resistor RS1.
  • the resistor Rla is selected, the current Z voltage gain of the motor driver is R2a / (Rla X RSl), and when the resistor Rib is selected, the current / voltage gain of the motor driver is R2a / (Rib X RSI).
  • the driving current of VCM3 is reduced to reduce the rotation speed of VCM3.
  • one of the resistances Rlc and Rid is selected by the switch SW1 by the switching signal, and the resistance R2b is selected by the switch SW2. Therefore, the input from the differential amplifier OP1 to the inverting input terminal of the differential amplifier OP1 is adjusted by the output from the differential amplifier ⁇ P3b.
  • the differential amplifier ⁇ P2a is turned off by the switching signal, and the differential amplifier ⁇ P2b is turned on by the switching signal. Therefore, the drive current output from the operational amplifier OP1 flows through the VCM3, and then flows into the differential amplifier OP2b via the detection resistors RS1 and RS2.
  • the resistor Rlc is selected, the current Z of the motor driver becomes the voltage amplification factor R2bZ (Rlc X RS2) .
  • the resistor Rid is selected, the current / voltage amplification factor of the motor driver becomes R2bZ (Rld X RS2).
  • the motor driver has two detection resistors connected in series with VCM3 and two current detection amplifiers.
  • the number of detection resistors RS1 and RSn connected in series with VCM may be n. Les ,.
  • the current detection amplifier A1—An that amplifies the current is provided.
  • n resistors corresponding to the resistors R2a and R2b in FIG. 4 may be provided, and one resistor may be selected by the switch SW2.
  • the resistance value RS of the detection resistor, the amplification factor K of the current detection amplifier, and the resistance value R of the resistors corresponding to the resistors R2a and R2b in FIG. 4 are such that RZ (KX RS) is constant. Is set to. Also, among the drivers D2 Dn + 1, only one driver is set to ⁇ N, and the other drivers are turned off.

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Abstract

 VCM3に供給する駆動電流が大きいとき、ドライバD2をONとするとともにドライバD3をOFFとして、検出抵抗RS1の両端にかかる電圧により電流検出アンプA1が検出した電流を帰還する。又、VCM3に供給する駆動電流が小さいとき、ドライバD2をOFFとするとともにドライバD3をONとして、検出抵抗RS2の両端にかかる電圧により電流検出アンプA2が検出した電流を帰還する。

Description

明 細 書
モータドライバ及び磁気ディスク装置
技術分野
[0001] 本発明は、直流モータを駆動するモータドライバに関するもので、特に、モータコィ ルを流れる電流を検出して入力電圧に対して決定される電流を決めるモータドライバ に関する。又、本発明は、このモータドライバにより磁気ヘッドが駆動制御される磁気 ディスク装置に関する。
^景技術
[0002] VCM (Voice Coil Motor)などの直流モータは、モータドライバによって電流制御さ れている。このように直流モータに駆動電流を出力するモータドライバにおいて、直 流モータのコイルに流れる電流を検出してフィードバック制御を行うような構成とされ ているものがある。このような構成のものとして、 VCMの駆動電流を電圧検出するた めのセンス抵抗とセンス抵抗の両端の電圧を増幅して入力側に帰還するセンスアン プを備えた VCMの制御ユニットが提供されている(特許文献 1参照)。このように、セ ンス抵抗の両端に力、かる電圧をセンスアンプで増幅して VCM駆動回路の入力側に 帰還することで、 VCMの駆動電流値を調整することができる。
特許文献 1 :特開 2003 - 173640号公報
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0003] 特許文献 1における制御ユニットなどの従来のモータドライバは、ハードディスクに 設けられる VCMのドライバに用いられるが、ハードディスクの高密度化に伴って分解 能が高くなつている。そのため、 VCMによって移動する磁気ヘッドがディスクにおけ るトラックに追従させるときなどはモータコイルを流れる電流が小さくなるので、モータ コイルへの出力電流を検出するための検出抵抗の値が小さいと、検出アンプの検出 精度が悪くなる。よって、検出抵抗の電圧を増幅する差動増幅回路を備えた電流検 出アンプの増幅率を高くする力、、又は、検出抵抗の抵抗値を大きくする必要がある。
[0004] し力、しながら、電流検出アンプの増幅率を高くしたり、又は、検出抵抗の抵抗値を 大きくしたとき、シーク時などのように磁気ヘッドの移動量が大きぐコイルを流れる電 流が大きくなる場合、 VCMを駆動制御する入力電圧に対して、電流検出アンプから の出力が大きくなる。そのため、コイルを流れる電流が大きくなるとき、入力電圧の範 囲が狭くなつてしまい、 VCMを駆動制御できる範囲が狭くなる。又、検出抵抗の抵抗 値が大きいときは、コイルを流れる電流が大きくなると、発熱量が大きくなつてしまう。
[0005] このような問題を鑑みて、本発明は、モータコイルを流れる電流の大きさに応じて、 この電流を検出する検出抵抗の抵抗値を切り換えることができるモータドライバ及び 当該モータドライバを備えた磁気ディスク装置を提供することを目的とする。
課題を解決するための手段
[0006] 上記目的を達成するために、本発明のモータドライバは、直流モータに供給する駆 動電流を出力する電流出力ドライバと、入力電圧に対する前記駆動電流の電流値へ の電流/電圧増幅率を切り換えるゲイン切換回路と、を備えたモータドライバにおい て、前記直流モータのコイルと直列に接続された n個の検出抵抗と、前記 n個の検出 抵抗それぞれに対して設けられ、前記検出抵抗それぞれの前記コイルから離れた側 の一端に一端が接続されるとともに他端に所定の直流電圧が印加された n個のスイツ チと、前記 n個の検出抵抗それぞれに対して設けられるとともに、前記検出抵抗それ ぞれの両端にかかる電圧を検出して
前記ゲイン切換回路に帰還する n個の電流検出アンプと、を備え、前記ゲイン切換回 路によって切り換えられる電流 Z電圧増幅率に応じて、前記スィッチのの ON/OFF を制御することを特徴とする。
[0007] この構成によると、前記スィッチの 1つを ONとするとともに、前記スィッチと電気的に 接続された前記検出抵抗の両端に力、かる電圧を検出する前記電流検出アンプから の出力により、前記入力電圧に対する直流モータの駆動電流値を調整する。このとき 、前記直流モータへの駆動電流が大きいときほど、抵抗値の小さい検出抵抗にかか る電圧を用いて電流検出を行う。又、抵抗値の小さい検出抵抗ほど、前記直流モー タのコイルに近い側に設置される。
[0008] 又、本発明のモータドライバは、直流モータに供給する駆動電流を出力する電流 出力ドライバと、入力電圧に対する前記駆動電流の電流値への電流/電圧増幅率 を切り換えるゲイン切換回路と、を備えたモータドライバにおいて、前記直流モータを 構成するコイルに一端が接続されて、該コイルと直列に接続された第 1検出抵抗と、 当該第 1検出抵抗の他端に一端が接続されて、該第 1検出抵抗と直列に接続された 該第 1検出抵抗と抵抗値の異なる第 2検出抵抗と、前記第 1検出抵抗の他端と前記 第 2検出抵抗の一端との接続ノードに一端が接続されるとともに他端に所定の直流 電圧が印加された第 1スィッチと、前記第 2検出抵抗の他端に一端が接続されるとと もに他端に前記所定の直流電圧が印加された第 2スィッチと、前記第 1検出抵抗の 両端に力かる電圧を検出して前記ゲイン切換回路に帰還する第 1電流検出アンプと 、前記第 2検出抵抗の両端にかかる電圧を検出して前記ゲイン切換回路に帰還する 第 2電流検出アンプと、を備え、前記ゲイン切換回路によって切り換えられる電流/ 電圧増幅率に応じて、前記第 1スィッチ及び前記第 2スィッチの ON/OFFを制御す ることを特徴とする。
[0009] 本発明の磁気ディスク装置は、上述のいずれかに記載のモータドライバと、当該モ ータドライバによって駆動制御される前記直流モータと、前記直流モータの動力が伝 達されることによって、磁気ディスクの径方向に移動する磁気ヘッドと、を備えることを 特徴とする。
発明の効果
[0010] 本発明によると、使用する検出抵抗の切換を行うことができるので、直流モータに与 える駆動電流の電流量に応じて駆動電流の電流量を検出するための検出抵抗を選 択すること力 Sできる。よって、駆動電流の電流量の大きさにかかわらず、電流検出ァ ンプによる駆動電流の検出精度を高精度なものとすることができる。よって、使用でき る駆動電流の出力レンジを拡げることができるとともに、駆動電流が微少となる場合 においても、直流モータの駆動制御を高精度なものとすることができる。又、駆動電 流が大きくなる場合においても、抵抗値の小さい検出抵抗を選択するようにすること で、検出抵抗における発熱及び消費電力を抑制することができる。
図面の簡単な説明
[0011] [図 1]本発明のモータドライバの構成を示すブロック回路図。
[図 2]図 1のモータドライバを備えた磁気ディスク装置の構成を示す概略構成図。 [図 3]図 1のモータドライバの等価回路図。
[図 4]本発明のモータドライバの回路構成を示す回路図。
[図 5]本発明のモータドライバの別の構成を示すブロック回路図。
符号の説明
[0012] 1 DAC
2 ゲイン切換回路
3 VCM
D1— D3 ドライバ
Al , A2 電流検出アンプ
RSI, RS2 検出抵抗
発明を実施するための最良の形態
[0013] 以下に本発明の実施形態を図面を参照して説明する。図 1は、本実施形態のモー タドライバを構成する半導体集積回路装置の内部構成を示すブロック回路図である。
[0014] 図 1の半導体集積回路装置は、 VCM3により移動するヘッダの移動量を決定する 信号が入力される入力端子 IN 1と、ドライバ D1を含む増幅回路のゲインを変更する ための切換信号が入力される入力端子 IN2と、入力端子 IN1より入力される信号を デジタル/アナログ変換するデジタル Zアナログ変換回路(DAC) 1と、入力端子 IN 2からの切換信号に応じてドライバ D1を含む増幅回路のゲインを切り換えるゲイン切 換回路 2と、ゲイン切換回路 2を介して DAC1より与えられる電圧信号に応じた電流 を VCM3に出力する電流駆動用のドライバ D1と、 VCM3を流れた電流が流れる反 転電流駆動用のドライバ D2, D3と、 VCM3と直列に接続された電流検出抵抗 RS1 , RS2それぞれに印加される電圧より VCM3を流れる電流を検出する電流検出アン プ Al, A2と、ドライバ D1— D3と接続される出力端子 OUT1— OUT3と、 VCM3と 検出抵抗 RS1との接続ノードに接続された入力端子 IN3と、検出抵抗 RSI , RS2の 接続ノードに接続された入力端子 IN4と、を備える。
[0015] このような半導体集積回路装置において、ドライバ D2, D3は、ゲイン切換回路 2に よって ON/OFFが切り換えられる。又、この半導体集積回路装置内に構成されるモ ータドライバの電流検出アンプ Al , A2それぞれに、検出抵抗 RSI , RS2それぞれ の両端に力かる電圧が入力されるとともに増幅されて、ゲイン切換回路 2に帰還され る。このとき、電流検出アンプ A1の 2入力は入力端子 IN3, IN4と接続されるとともに 、電流検出アンプ A2の 2入力は入力端子 IN4及び出力端子 OUT3と接続される。 更に、この検出抵抗 RS1, RS2の抵抗値は、検出抵抗 RS2の方が大きくなるように 設定される。
[0016] 又、出力端子 OUT1が VCM3のコイルの一端に接続されるとともに、出力端子〇U T2が検出抵抗 RSI , RS2の接続ノードに接続され、更に、出力端子 OUT3が検出 抵抗 RS2の他端に接続される。よって、図 2に示す磁気ヘッド 21をシークさせるとき など高速回転動作を行うために VCM3に大電流を流すときは、抵抗値の小さい検出 抵抗 RS1に印加された電圧より電流検出を行う。尚、図 2のような磁気ディスク装置に おいて、磁気ヘッド 21は、 VCM3の動力が中間部材 21aにより伝達されて、ディスク 20に対して径方向に動作する。又、磁気ディスク装置の動作停止時には、磁気へッ ド 21がディスク 20の外側に設けられたランプ領域 22内に格納される。
[0017] そのために、ゲイン切換回路 2によってドライバ D2が ONとされるとともに、ドライバ D3が OFFとされ、ドライバ D1から出力される駆動電流は、 VCM3のコイル及び検出 抵抗 RS1及び出力端子 OUT2を介してドライバ D2へ流れ込む。そして、検出抵抗 R S1の両端に力かる電圧が電流検出アンプ A1で増幅されてゲイン切換回路 2に帰還 される。このゲイン切換回路 2において、電流検出アンプ A1からの電圧が DAC1より 与えられる電圧より減算されることで、駆動電流が調整される。
[0018] 又、磁気ヘッド 21をディスク 20のトラックに追従させるときなど高精度な回転動作を 行うために VCM3に微少な電流を流すときは、抵抗値の大きい検出抵抗 RS2に印 カロされた電圧より電流検出を行う。そのために、ゲイン切換回路 2によってドライバ D3 が
ONとされるとともに、ドライバ D2が OFFとされ、ドライバ D1から出力される駆動電流 は、 VCM3のコイル及び検出抵抗 RS1, RS2及び出力端子〇UT3を介してドライバ D3へ流れ込む。そして、検出抵抗 RS2の両端に力かる電圧が電流検出アンプ A2 で増幅されてゲイン切換回路 2に帰還される。このゲイン切換回路 2において、電流 検出アンプ A2からの電圧が DAC1より与えられる電圧より減算されることで、駆動電 流が調整される。
[0019] 尚、図 1のような構成のモータドライバにおいて、ドライバ D2, D3は、検出抵抗 RS 1 , RS 2を流れる電流をゲイン切換回路 2に帰還するためのスィッチとして働く。よつ て、ドライバ D2, D3の代わりに、図 3のように、スィッチ Sa, Sbを備えた回路によって 構成することで、モータドライバは、上述の動作を行うことができる。
[0020] 又、このような半導体集積回路に構成されるモータドライバの回路構成を図 4に示 す。図 4のモータドライバは、 DAC1と、 DAC1から出力される電圧信号が一端に供 給されるとともに並列に接続される抵抗 Rla Ridと、抵抗 Rla— Ridそれぞれの他 端との電気的な接続を選択するスィッチ SW1と、スィッチ SW1と接続されるスィッチ S W2と、スィッチ SW2によってスィッチ SW1との電気的な接続が選択される抵抗 R2a , R2bと、スィッチ SW1, SW2の接続ノードに反転入力端子が接続された差動増幅 アンプ OP1と、検出抵抗 RS1, RS2の接続ノードに出力端子が接続された差動増幅 アンプ OP2aと、検出抵抗 RS2の他端に出力端子が接続された差動増幅アンプ OP 2bと、抵抗 R2a, R2bそれぞれと出力端子が接続された差動増幅アンプ OP3a, OP 3bと、を備える。
[0021] 更に、図 4のモータドライバは、差動増幅アンプ OP3a,〇P3bそれぞれの出力端子 に一端が接続された抵抗 R3a, R3bと、抵抗 R3a, R3bそれぞれの他端に一端が接 続された抵抗 R4a, R4bと、差動増幅アンプ〇P3aの非反転入力端子に一端が接続 された抵抗 R5a, R6aと、差動増幅アンプ OP3bの非反転入力端子に一端が接続さ れた抵抗 R5b, R6bと、差動増幅アンプ OP1の出力端子に一端が接続された抵抗 R 7a, R7bと、差動増幅アンプ OP2a, 〇P2bそれぞれの出力端子に一端が接続され た抵抗 R8a, R8bと、を備える。
[0022] 又、抵抗 R3a, R4aの接続ノードが差動増幅アンプ〇P3aの反転入力端子に接続 され、抵抗 R3b, R4bの接続ノードが差動増幅アンプ〇P3bの反転入力端子に接続 されるとともに、検出抵抗 RSI , RS2の接続ノードに抵抗 R4aの他端が接続され、検 出抵抗 RS2と差動増幅アンプ〇P2bの出力端子との接続ノードに抵抗 R4bの他端が 接続される。又、抵抗 R5aの他端が検出抵抗 RS1と VCM3との接続ノードに接続さ れ、抵抗 R5bの他端が検出抵抗 RSI , RS2の接続ノードに接続されるとともに、抵抗 R6a, R6bの他端に直流電圧 Vrefが印加される。
[0023] 又、抵抗 R7a, R8aの他端による接続ノードが差動増幅アンプ〇P2aの反転入力端 子に接続されるとともに、抵抗 R7b, R8bの他端による接続ノードが差動増幅アンプ OP2bの反転入力端子に接続される。更に、 DAC1より出力される電圧信号の最大 値が VMであるとともに最小値が 0であるとき、差動増幅アンプ OP2a,〇P2bそれぞ れの非反転入力端子に 1/2VMとなる直流電圧が印加される。又、差動増幅アンプ OP1の非反転入力端子に直流電圧 Vrefが入力される。
[0024] このようにモータドライバが構成されるとき、抵抗 RSI , RS2の抵抗値力 ¾S1く RS 2の関係を備え、又、抵抗 Rla Ridの抵抗値が Rlaく Ribく Rlcく Ridの関係を 備え、又、抵抗 R2a, R2bが R2aく R2bの関係を備える。そして、スィッチ SW1によ つて抵抗 Rla, Ribのいずれ力、と差動増幅アンプ〇P1の反転入力
端子とが電気的に接続されたとき、スィッチ SW2によって抵抗 R2aと差動増幅アンプ OP1の反転入力端子とが電気的に接続されるとともに、差動増幅アンプ OP2bが OF Fとされる。又、スィッチ SW1によって抵抗 Rlc, Ridのいずれ力と差動増幅アンプ〇 P1の反転入力端子とが電気的に接続されたとき、スィッチ SW2によって抵抗 R2bと 差動増幅アンプ OP1の反転入力端子とが電気的に接続されるとともに、差動増幅ァ ンプ〇P2aが OFFとされる。
[0025] 更に、抵抗 R3a, R4a, R5a, R6aの抵抗ィ直カ SR3a = R6a = Kl X R4a = Kl X R5 a (Klは定数)の関係を備え、又、抵抗 R3b, R4b, R5b, R6bの抵抗値が R3b = R6 b = K2 X R4b = K2 X R5b (K2は定数)の関係を備える。よって、差動増幅アンプ O P3aと抵抗 R3a— R6aとによって増幅率 K1となる電流検出アンプ A1が構成され、又 、差動増幅アンプ OP3bと抵抗 R3b R6bとによって増幅率 K2となる電流検出アン プ A2が構成される。このとき、検出抵抗 RSI , RS2の抵抗値と抵抗 R2a, R2bの抵 抗値と増幅率 Kl, Κ2が、 R2aZ (Kl X RSl) =R2b/ (K2 X RS2)の関係を満た すように設定される。そして、増幅率 Kl, Κ2が Κ1 >Κ2の関係を満たす。又、抵抗 R 7a, R7bの抵抗値が等しくなるように設定されるとともに、抵抗 R8a, R8bの抵抗値が 等しくなるように設定される。
[0026] このように構成されるとき、サーチを行うため、磁気ヘッド 21を高速に移動させるよう に磁気ヘッド 21の移動量が大きくなるときは、 VCM3の回転速度を高くするために V CM3の駆動電流を大きくする必要がある。そのため、切換信号によりスィッチ SW1 によって抵抗 Rla, Ribのいずれかが選択されるとともに、スィッチ SW2によって抵 抗 R2aが選択される。よって、差動増幅アンプ OP3aからの出力により差動増幅アン プ OP1の反転入力端子への入力が調整されるため、検出抵抗 RS1にかかる電圧に よる調整が行われる。
[0027] このとき、切換信号により差動増幅アンプ〇P2aが〇Nとされるとともに、切換信号に より差動増幅アンプ OP2bが OFFとされる。そのため、オペアンプ〇P1より出力され る駆動電流が VCM3を流れた後、検出抵抗 RS1を介して差動増幅アンプ OP2aに 流れ込む。又、抵抗 Rlaが選択されるときのモータドライバの電流 Z電圧増幅率が、 R2a/ (Rla X RSl)となり、抵抗 Ribが選択されるときのモータドライバの電流/電 圧増幅率が、 R2a/ (Rib X RSI)となる。
[0028] 又、磁気ヘッド 21をトラックに追従させるため、磁気ヘッド 21を高精細に移動させる ようにその移動量が小さいときは、 VCM3の回転速度を低くするために VCM3の駆 動電流を小さくする必要がある。そのため、切換信号によりスィッチ SW1によって抵 抗 Rlc, Ridのいずれかが選択されるとともに、スィッチ SW2によって抵抗 R2bが選 択される。よって、差動増幅アンプ〇P3bからの出力により差動増幅アンプ OP1の反 転入力端子への入力が調整されるため、検出抵抗 RS 2にかかる電圧による調整が 行われる。
[0029] このとき、切換信号により差動増幅アンプ〇P2aが OFFとされるとともに、切換信号 により差動増幅アンプ〇P2bが ONとされる。そのため、オペアンプ OP1より出力され る駆動電流が VCM3を流れた後、検出抵抗 RS1, RS2を介して差動増幅アンプ OP 2bに流れ込む。又、抵抗 Rlcが選択されるときのモータドライバの電流 Z電圧増幅 率力 R2bZ (Rlc X RS2)となり、抵抗 Ridが選択されるときのモータドライバの電 流/電圧増幅率が、 R2bZ (Rld X RS2)となる。
[0030] 尚、本実施形態において、モータドライバが、 VCM3と直列に接続された検出抵抗 を 2つ備えるとともに電流検出アンプを 2つ備えるものとした。し力 ながら、図 5のよう に、 VCMと直列に接続された検出抵抗 RS1 RSnを n個とするものとしても構わな レ、。このとき、 VCM3を流れた駆動電流が検出抵抗 RSI— RSnそれぞれに流れるよ うに制御する n個のドライバ D2— Dn+ 1を備え、又、検出抵抗 RS1— RSnそれぞれ の両端に力かる電圧を検出して増幅する電流検出アンプ A1— Anを設ける。
そして、不図示であるが、図 4の抵抗 R2a, R2bに相当する抵抗を、 n個備えるもの とし、スィッチ SW2によって 1つの抵抗が選択されるものとしても構わなレ、。このように 構成されるとき、検出抵抗の抵抗値 RS及び電流検出アンプの増幅率 K及び図 4の 抵抗 R2a, R2bに相当する抵抗の抵抗値 Rは、 RZ (K X RS)が一定となるように設 定される。又、ドライバ D2 Dn+ 1のうち、 1つドライバのみが〇Nとされ、他のドライ バについては OFFとされる。

Claims

請求の範囲
[1] 直流モータに供給する駆動電流を出力する電流出力ドライバと、入力電圧に対す る前記駆動電流の電流値への電流 Z電圧増幅率を切り換えるゲイン切換回路と、を 備えたモータドライバにおいて、
前記直流モータのコイルと直列に接続された n個の検出抵抗と、
前記 n個の検出抵抗それぞれに対して設けられ、前記検出抵抗それぞれの前記コ ィルから離れた側の一端に一端が接続されるとともに他端に所定の直流電圧が印加 された n個のスィッチと、
前記 n個の検出抵抗それぞれに対して設けられるとともに、前記検出抵抗それぞれ の両端に力かる電圧を検出して前記ゲイン切換回路に帰還する n個の電流検出アン プと、
を備え、
前記ゲイン切換回路によって切り換えられる電流/電圧増幅率に応じて、前記スィ ツチのの ON/OFFを制御することを特徴とするモータドライバ。
[2] 直流モータに供給する駆動電流を出力する電流出力ドライバと、入力電圧に対す る前記駆動電流の電流値への電流 Z電圧増幅率を切り換えるゲイン切換回路と、を 備えたモータドライバにおいて、
前記直流モータを構成するコイルに一端が接続されて、該コイルと直列に接続され た第 1検出抵抗と、
当該第 1検出抵抗の他端に一端が接続されて、該第 1検出抵抗と直列に接続され た該第 1検出抵抗と抵抗値の異なる第 2検出抵抗と、
前記第 1検出抵抗の他端と前記第 2検出抵抗の一端との接続ノードに一端が接続 されるとともに他端に所定の直流電圧が印加された第 1スィッチと、
前記第 2検出抵抗の他端に一端が接続されるとともに他端に前記所定の直流電圧 が印加された第 2スィッチと、
前記第 1検出抵抗の両端にかかる電圧を検出して前記ゲイン切換回路に帰還する 第 1電流検出アンプと、
前記第 2検出抵抗の両端にかかる電圧を検出して前記ゲイン切換回路に帰還する 第 2電流検出アンプと、
を備え、
前記ゲイン切換回路によって切り換えられる電流/電圧増幅率に応じて、前記第 1 スィッチ及び前記第 2スィッチの ON/OFFを制御することを特徴とするモータドライ バ。
[3] 前記第 1スィッチを〇Nとするとき、前記第 2スィッチを OFFするとともに、前記ゲイン 切換回路において、前記第 1電流検出アンプから帰還される電圧により前記入力電 圧
を補正し、
又、前記第 2スィッチを ONとするとき、前記第 1スィッチを OFFするとともに、前記ゲ イン切換回路において、前記第 2電流検出アンプから帰還される電圧により前記入 力電圧を補正することを特徴とする請求項 2に記載のモータドライバ。
[4] 前記ゲイン切換回路が、
前記入力電圧が一端に供給されるとともに他端が前記電流出力ドライバの入力側 に接続された抵抗値の切換可能な第 1抵抗と、
前記第 1電流検出アンプの出力が一端に供給される第 2抵抗と、
前記第 2電流検出アンプの出力が一端に供給される第 3抵抗と、
前記第 1抵抗と前記電流出力ドライバの入力側との接続ノードに 1つの接点が接続 されるとともに、他の 2接点がそれぞれ前記第 2抵抗及び前記第 3抵抗の他端に接続 される 3接点の第 3スィッチと、
を備えることを特徴とする請求項 3に記載のモータドライバ。
[5] 前記第 1スィッチを〇Nとするとき、前記第 3スィッチによって、前記第 2抵抗と前記 電流出力ドライバの入力側とを電気的に接続し、
又、前記第 2スィッチを ONとするとき、前記第 3スィッチによって、前記第 3抵抗と前 記電流出力ドライバの入力側とを電気的に接続することを特徴とする請求項 4に記載 のモータドライバ。
[6] 前記第 1及び第 2検出抵抗の抵抗値をそれぞれ RS1、 RS2とし、前記第 2及び第 3 抵抗の抵抗値をそれぞれ R2a、 R2bとし、前記第 1及び第 2電流検出アンプの増幅 率を 1、 2としたとさ、
R2a/ (Kl X RS1) =R2b/ (K2 X RS2)
となる関係を満たすことを特徴とする請求項 5に記載のモータドライバ。
[7] 前記第 1及び第 2検出抵抗の抵抗値をそれぞれ RS1、 RS2とし、前記第 2及び第 3 抵抗の抵抗値をそれぞれ R2a、 R2bとし、前記第 1及び第 2電流検出アンプの増幅 率を 1、 : 2としたとさ、
R2a/ (Kl X RS1) =R2b/ (K2 X RS2)
となる関係を満たすことを特徴とする請求項 4に記載のモータドライバ。
[8] 前記ゲイン切換回路が、
前記入力電圧が一端に供給されるとともに他端が前記電流出力ドライバの入力側 に接続された抵抗値の切換可能な第 1抵抗と、
前記第 1電流検出アンプの出力が一端に供給される第 2抵抗と、
前記第 2電流検出アンプの出力が一端に供給される第 3抵抗と、
前記第 1抵抗と前記電流出力ドライバの入力側との接続ノードに 1つの接点が接続 されるとともに、他の 2接点がそれぞれ前記第 2抵抗及び前記第 3抵抗の他端に接続 される 3接点の第 3スィッチと、
を備えることを特徴とする請求項 2に記載のモータドライバ。
[9] 前記第 1スィッチを ONとするとき、前記第 3スィッチによって、前記第 2抵抗と前記 電流出力ドライバの入力側とを電気的に接続し、
又、前記第 2スィッチを ONとするとき、前記第 3スィッチによって、前記第 3抵抗と前 記電流出力ドライバの入力側とを電気的に接続することを特徴とする請求項 8に記載 のモータドライバ。
[10] 前記第 1及び第 2検出抵抗の抵抗値をそれぞれ RS1、 RS2とし、前記第 2及び第 3 抵抗の抵抗値をそれぞれ R2a、 R2bとし、前記第 1及び第 2電流検出アンプの増幅 率を 1、 : 2としたとさ、
R2a/ (Kl X RS1) =R2b/ (K2 X RS2)
となる関係を満たすことを特徴とする請求項 8に記載のモータドライバ。
[11] 前記電流出力ドライバと、前記ゲイン切換回路と、前記第 1及び第 2スィッチと、前 記第 1及び第 2電流検出アンプとを、 1つの半導体集積回路装置に備えることを特徴 とする請求項 2に記載のモータドライバ。
[12] 請求項 1一請求項 11のいずれかに記載のモータドライバと、
当該モータドライバによって駆動制御される前記直流モータと、
前記直流モータの動力が伝達されることによって、磁気ディスクの径方向に移動す る磁気ヘッドと、
を備えることを特徴とする磁気ディスク装置。
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