驅(qū)動器電路的制作方法
【專利摘要】一種驅(qū)動器電路，其包括第一電流源（圖5B，I4），該第一電流源被配置為吸收從電源流過負(fù)載的部分電流；以及第二電流源（圖5B，I2），該第二電流源被配置為吸收繞過負(fù)載從電源到返回路徑的部分電流，以使得流過負(fù)載的電流（iDC）是來自電源的電流（iPK）與流過第二電流源的電流之間的差值（iPK-iDC）。
【專利說明】驅(qū)動器電路

【背景技術(shù)】
[0001] 電源通常不能瞬間響應(yīng)負(fù)載電流的大的變化，并且通常，當(dāng)負(fù)載電流突然變化時(shí)， 出現(xiàn)電源電壓瞬變。產(chǎn)生的電壓瞬變可能影響電路系統(tǒng)驅(qū)動負(fù)載電流的波形，或者可能影 響附近的可能要求低噪聲電源電壓的其它電路系統(tǒng)。用于驅(qū)動相對較大的當(dāng)前負(fù)載的電子 驅(qū)動器電路通常具有大電容器，以便為負(fù)載提供瞬時(shí)能量，從而減少電源電壓瞬變。然而， 隨著電路尺寸變得更小，并且隨著電路被設(shè)置在更小的環(huán)境中，在需要大電容器的地方本 地提供大電容器通常是不可能或不實(shí)際的。存在對于在無須提供大的本地電容器的情況下 減少電源電壓瞬變的持續(xù)需求。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0002] 圖1是描述現(xiàn)有技術(shù)磁頭寫入驅(qū)動器電路的示例實(shí)施例的示意框圖。
[0003] 圖2是描述寫入期間磁頭中的作為時(shí)間的函數(shù)的電流的現(xiàn)有技術(shù)示例的波形。
[0004] 圖3A-圖3D是描述在圖2的電流波形生成期間的電流源幅度的現(xiàn)有技術(shù)序列的 示意框圖。
[0005] 圖4是描述圖3A-圖3D的電流源幅度的現(xiàn)有技術(shù)序列的電源電流的波形。
[0006] 圖5A-圖?是描述改進(jìn)的電流源幅度以產(chǎn)生圖2的電流波形的示例實(shí)施方式的 示意框圖。
[0007] 圖6是驅(qū)動磁頭的方法的示例實(shí)施例的流程圖。

【具體實(shí)施方式】
[0008] 物理上很小的環(huán)境中的電路不具有用于大電容器的空間的一個示例是在磁盤驅(qū) 動器中，在磁盤驅(qū)動器中希望將磁頭驅(qū)動器電路安裝到小的磁頭上。在旋轉(zhuǎn)的磁盤驅(qū)動器 中，磁頭被附連到可移動的致動器臂并且磁頭被非常接近旋轉(zhuǎn)磁盤地懸浮。當(dāng)寫入數(shù)據(jù)時(shí)， 磁頭中的磁場穿透磁盤表面上的鐵磁材料。隨著磁盤在磁頭下旋轉(zhuǎn)，磁頭中的磁場方向上 的連續(xù)反轉(zhuǎn)以與磁化相反的方向在磁盤的表面上留下連續(xù)的區(qū)域。
[0009] 圖1描述用于驅(qū)動磁頭的典型的寫入驅(qū)動器電路100(被簡化以利于描述和說明）。 如寫入驅(qū)動器電路所示，磁頭是感應(yīng)線圈L。在圖1的示例中，磁頭（L)以四個開關(guān)（SW1、 SW2、SW3、SW4)的"H"橋連接。如圖1所示，當(dāng)開關(guān)SW1和SW4閉合而開關(guān)SW2和SW3斷開 時(shí)，電流以圖1中被標(biāo)記為"i"的箭頭的方向流過磁頭。當(dāng)開關(guān)SW2和SW3閉合，而開關(guān) SW1和SW4斷開時(shí)，電流以相反的方向流過磁頭。通常，遠(yuǎn)離磁頭一些距離來設(shè)置包含SW1、 SW2、SW3和SW4的驅(qū)動器電路。驅(qū)動器電路通過傳輸線(在圖1中被示為阻抗Z1和Z2)連 接到磁頭。傳輸線（Z1和Z2)需要與磁頭（L)處的電阻(在圖1中被示為電阻R1和R2)相 匹配的阻抗，以抑制反射。此外，如將在下文進(jìn)一步說明的，當(dāng)電流瞬間改變時(shí)，需要大電容 器（Cl、C2 )來存儲能量以減少驅(qū)動器電路中的電源瞬變。
[0010] 根據(jù)關(guān)于電壓、電流、和電感的等式（V=L*di/dt)，需要穿過電感的大的電壓以產(chǎn) 生電流的大的改變率。高寫入數(shù)據(jù)率要求磁頭中的電流快速反轉(zhuǎn)。在電流反轉(zhuǎn)期間，常見 的是增加或過驅(qū)動磁頭電壓以加快電流變化率，這導(dǎo)致電流過沖（overshoot)，并且之后電 流被減少到反轉(zhuǎn)之間的磁通量維持水平。圖2描述流過磁頭的電流200的典型波形。所要 求的維持磁通量的電流是iDC；。流過磁頭的電流盡可能迅速地從i DC；轉(zhuǎn)換為-iDC；。為了加 快反轉(zhuǎn)，流經(jīng)磁頭的電流被過驅(qū)動，導(dǎo)致了峰值電流（i PK或-iPK)，并且之后電流幅度被減 少至磁通量維持水平（iD。或-i D。)。作為幅度的示例，1[^通常約為100mA,而iD。通常約為 40mA。
[0011] 圖3A-圖3D描述寫入驅(qū)動器電流幅度的序列以示出通常如何產(chǎn)生圖2中的電流 波形。在圖3A中，電流源II和14將磁頭驅(qū)動到峰值電流i PK。然后，在圖3B中，電流源II 和14將磁頭驅(qū)動到磁通量維持水平iDC。在圖3C中，電流源12和13將磁頭中的電流反轉(zhuǎn) 為峰值電流-i PK。接下來，在圖3D中，電流源12和13將磁頭驅(qū)動到磁通量維持水平iD。。 在圖3A-圖3D所示的電路中，存在四個電流源。作為替換，連接到電源終端中的一個的電 流源可以僅是開關(guān)。例如，電流源II和13可以只是開關(guān)，或者電流源12和14可以只是開 關(guān)。
[0012] 圖4描述電源電流400。再次參考圖1，流過磁頭的電流水平的每次變化(從&到 iDc，從4到-ipp從-ipK到-kc，從-kc到ipK)導(dǎo)致來自電源的電流的變化。在圖4中， 電源以所要求用于維持磁通量的水平4提供電流i PS，其具有到水平iPK的臨時(shí)峰值。從4 到iPK和從iPK到i DC的每次轉(zhuǎn)換都可能導(dǎo)致電源電壓上的電壓瞬變。任何產(chǎn)生的電壓瞬變 都可以影響電流變化的時(shí)序和幅度，電流變化的時(shí)序和幅度進(jìn)而可以影響信噪比。此外，有 噪聲的電源電壓可能造成顯著的射頻干擾（RFI )，或者可能使連接到該電源的其它電路系 統(tǒng)的性能衰退。因此，如圖1所示，通常需要大電源電容器（C1和C2)來減少寫入驅(qū)動器電 路中電源電壓的瞬變。
[0013] 存在期望的對圖1中的配置的多個變化。首先，所期望的是將寫入驅(qū)動器電路直 接安裝在磁頭上，從而消除傳輸線（Z1、Z2)以及匹配電阻（R1、R2)的阻抗，并由此消除傳輸 線中電壓降落和功率損耗以及消除匹配電阻的阻抗中的功率損耗。其次，許多集成電路的 工業(yè)趨勢是減小電源電壓以節(jié)約功率，因此期望的是減小磁頭驅(qū)動器電路的電源電壓。然 而，如果電源電壓被減小，則在寫入驅(qū)動器電路中控制電壓瞬變愈發(fā)變得更加重要。然而， 磁頭在物理上較小，并且如果寫入驅(qū)動器電路被直接安裝在磁頭上，則可能不存在用于大 電源電容器的空間。因此需要減少來自電源的電流的變化，從而使寫入驅(qū)動器電路本地不 會需要大電源電容器。
[0014] 圖5A-圖?描述寫入驅(qū)動器電流幅度的序列，在此期間，盡管迅速地變化流過磁 頭（L)的電流，來自電源的電流仍然是基本恒定的。在圖5A中，電流源II和14將磁頭驅(qū) 動到峰值電流i PK。在圖5B中，電流源II繼續(xù)產(chǎn)生電流iPK，但是并非所有電流都流過磁頭 (L)，而是電流源12將幅度為i PK-iDC的電流繞過磁頭（L)轉(zhuǎn)移到電源返回路徑，并且電流 源14產(chǎn)生流過磁頭（L)的電流i DC。因此，來自電源的電流是iPK，但是流過磁頭（L)的電流 是iD。。在圖5C中，電流源12和13將磁頭中的電流反轉(zhuǎn)為峰值電流-i PK。在圖?中，電 流源13繼續(xù)產(chǎn)生電流iPK，但是并非所有的電流都流過磁頭（L)，而是電流源14轉(zhuǎn)移幅度 為i PK_iDC的電流，并且電流源12產(chǎn)生流過磁頭（L)的電流iDC。因此，來自電源的電流對圖 5A-圖?中的每個來說都是恒定值i PK，但是流過磁頭（L)的電流如圖2所示的那樣變化。 由于來自電源的電流是恒定值，因此不需要大電源電容器位于寫入驅(qū)動器電路本地。
[0015] 在圖5A-圖ro所示的電路中存在四個電流源。作為替換，連接到電源終端中的一 個的電流源可以只是開關(guān)。例如，電流源II和13可以只是開關(guān)，或者電流源12和14可以 只是開關(guān)。
[0016] 雖然上述示例是針對磁頭的，然而該方法同樣適用于負(fù)載需要雙向電流的其它類 型的電源負(fù)載。例如，電動機(jī)和磁致動器也會需要雙向電流。感應(yīng)發(fā)動機(jī)和磁致動器也會 需要增加初始電壓以加快運(yùn)動并隨后將電流減少到穩(wěn)態(tài)水平。圖5A-圖ro中的驅(qū)動器序 列也可以被用來利用電源電流恒定但是流經(jīng)負(fù)載的電流變化來雙向驅(qū)動電動機(jī)電路或磁 致動器。
[0017] 圖6描述用于驅(qū)動負(fù)載(不論是磁頭還是其它負(fù)載如發(fā)動機(jī))的方法600。在步驟 602處，電源提供電流。要注意的是，來自電源的電流可以流過電流源或開關(guān)。在步驟604 處，第一電流源吸收從電源流過負(fù)載的部分電流。在步驟606處，第二電流源吸收繞過負(fù)載 從電源到返回路徑的部分電流，其中流過第二電流源的幅度為電源電流和流過負(fù)載的電流 之間的差值。
[0018] 雖然本文中詳細(xì)描述了本發(fā)明的示例性和目前優(yōu)選的實(shí)施例，然而要理解的是， 創(chuàng)造性的概念可以以其它方式不同地體現(xiàn)和采用，并且所附權(quán)利要求書旨在被解讀為包括 除了被現(xiàn)有技術(shù)限制的范圍以外的這些變體。
【權(quán)利要求】
1. 一種驅(qū)動器電路，其包括： 第一電流源，其被配置吸收從電源流過負(fù)載到返回路徑的電流中的至少一部分；以及 第二電流源，其被配置為吸收繞過所述負(fù)載從所述電源到所述返回路徑的電流的至少 一部分使得流過所述負(fù)載的電流是來自所述電源的電流與流過所述第二電流源的電流之 間的差值。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的驅(qū)動器電路，其中來自所述電源的電流基本恒定，而流過所 述負(fù)載的電流變化。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的驅(qū)動器電路，其中在所述驅(qū)動器電路的本地從所述電源到所 述返回路徑不存在旁路電容器。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的驅(qū)動器電路，其中所述負(fù)載是磁盤驅(qū)動器的磁頭。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的驅(qū)動器電路，其中所述來自電源的電流是峰值電流水平。
6. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的驅(qū)動器電路，其中流過所述磁頭的電流是磁通量維持水平。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的驅(qū)動器電路，其中所述負(fù)載是電動機(jī)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的驅(qū)動器電路，其中所述負(fù)載是磁致動器。
9. 一種方法，其包括： 由電源供應(yīng)電流； 由第一電流源吸收從所述電源流過負(fù)載的部分電流； 由第二電流源吸收繞過所述負(fù)載從所述電源到返回路徑的部分電流，其中流過所述第 二電流源的電流是來自所述電源的電流和流過所述負(fù)載的電流之間的差值。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其進(jìn)一步包括： 由所述第一電流源吸收從所述電源流過所述負(fù)載的全部電流，由此在不改變來自所述 電源的電流的情況下改變流過所述負(fù)載的電流。
11. 一種驅(qū)動器電路，其包括： 第一電流源，其通過負(fù)載吸收來自電源的電流； 第二電流源，其與所述負(fù)載和所述第一電流源平行；并且所述第一和第二電流源被控 制以使得當(dāng)所述第一電流源改變流過所述負(fù)載的電流時(shí)，所述第二電流源改變流過所述第 二電流源的電流以保持來自所述電源的總電流恒定。
12. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的驅(qū)動器電路，其中在所述驅(qū)動器電路的本地從電源到返回 路徑不存在旁路電容器。
13. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的驅(qū)動器電路，其中所述負(fù)載是磁頭。
14. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的驅(qū)動器電路，其中來自所述電源的電流是峰值電流水平。
15. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的驅(qū)動器電路，其中流過所述磁頭的電流在所述峰值電流水 平和磁通量維持水平之間變化。
16. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的驅(qū)動器電路，其中所述負(fù)載是電動機(jī)。
17. 根據(jù)權(quán)利要求11搜書的驅(qū)動器電路，其中所述負(fù)載是磁致動器。
【文檔編號】G11B5/02GK104064199SQ201410106419
【公開日】2014年9月24日 申請日期:2014年3月21日 優(yōu)先權(quán)日:2013年3月22日
【發(fā)明者】R·穆胡帕一, P·M·埃默森 申請人:德克薩斯儀器股份有限公司