專利名稱：電動機驅(qū)動器及磁盤裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種驅(qū)動直流電動機的電動機驅(qū)動器，并且更具體地說，涉及一種監(jiān)視流過電動機線圈的電流以校正輸入電壓中的偏移電壓的電動機驅(qū)動器。本發(fā)明還涉及一種利用這種電動機驅(qū)動器來驅(qū)動并控制磁頭的磁盤裝置。
背景技術(shù)：
諸如用來產(chǎn)生移動硬盤驅(qū)動器中的磁頭的機械力的VCM(音圈電動機)之類驅(qū)動并控制直流電動機的電動機驅(qū)動器通過控制饋送給直流電動機中具有的電動機線圈的驅(qū)動電流的電流值來控制直流電動機的速度。作為一種傳統(tǒng)的技術(shù)，已經(jīng)提出了一種直流電動機的速度控制電路，其中基于流過分壓電阻器的電流值來檢測在驅(qū)動直流電動機的電動機線圈時出現(xiàn)的反電動勢，并且根據(jù)如此檢測到的反電動勢來控制直流電動機的速度(見下面列出的專利公開1)。
在這種速度控制電路中，改變分壓電阻器之一的電阻值，使得逐步改變旋轉(zhuǎn)速度。此外，當改變直流電動機的旋轉(zhuǎn)速度時，它的轉(zhuǎn)矩特性相對于負載的關(guān)系相應(yīng)地改變。為了抑制轉(zhuǎn)矩相對于負載的這種改變，改變分壓電阻器與電源電壓之間與直流電動機并聯(lián)連接的電阻器的電阻值。
在如上控制直流電動機速度的電動機驅(qū)動器中，提供了如圖7所示那樣配置的反電動勢檢測電路。該電路包括一端與直流電動機的電動機線圈L的一端連接的電阻器Rs；一端與電阻器Rs的另一端連接的電阻器R1；反相輸入端與電阻器R1的另一端連接并且非反相輸入端與電阻器Rs和電動機線圈L之間的節(jié)點連接的差分放大器電路A1；連接在差分放大器電路A1的反相輸入端與輸出端之間的可變電阻器R2；一端與差分放大器電路A1的輸出端連接的電阻器R3；一端與電阻器R3的另一端連接并且在其另一端接收直流電壓Vref的電阻器R4；一端與電動機線圈L的另一端連接的電阻器R5；非反相輸入端與電阻器R3和R4之間的節(jié)點連接并且反相輸入端與電阻器R5的另一端連接的差分放大器電路A2；以及與差分放大器電路A2的反相輸入端和輸出端連接的電阻器R6。
如上所述進行配置，圖7所示的反電動勢檢測電路如下操作。差分放大器電路A1輸出包含電動機線圈L中出現(xiàn)的反電動勢(作為該信號的分量)的信號。這里，電動機線圈L的內(nèi)部電阻的電阻值隨著電動機驅(qū)動器的周圍溫度改變，于是由于電動機線圈L的內(nèi)部電阻的電阻值改變而引起的偏移出現(xiàn)在差分放大器電路A2的輸出中。為了消除由于電動機線圈L的內(nèi)部電阻的電阻值改變而引起的這種偏移，圖7所示的反電動勢檢測電路還包括非反相輸入端與差分放大器電路A2的輸出端連接并且在反相輸入端接收直流電壓Voff作為參考電壓的差分放大器電路A3；以及根據(jù)差分放大器電路A3的輸出執(zhí)行計數(shù)操作從而將可變電阻器R2的電阻值改變?yōu)榕c計數(shù)值成比例的電阻值的電阻調(diào)節(jié)計數(shù)器100。
因為差分放大器電路A3如比較器一樣運行，電阻調(diào)節(jié)計數(shù)器100在輸入的每個時鐘周期內(nèi)根據(jù)差分放大器電路A3的輸出執(zhí)行計數(shù)操作，并且調(diào)節(jié)可變電阻器R2的電阻值以使其與計數(shù)值相稱。這里，在被控制目標是用于移動硬盤驅(qū)動器中的磁頭的VCM的情形中，首先磁頭與主軸或者坡道區(qū)(ramp area)的內(nèi)壁接觸保持不動，從而不出現(xiàn)反電動勢，然后將電阻調(diào)節(jié)計數(shù)器100復(fù)位為初始值。然后，差分放大器電路A3將來自差分放大器電路A2的輸出與參考電壓Voff比較，并且，如果來自差分放大器電路A2的輸出較高，則差分放大器電路A3將邏輯高輸出饋送到電阻調(diào)節(jié)計數(shù)器100。
這樣，在接收時鐘脈沖時，電阻調(diào)節(jié)計數(shù)器100計數(shù)1，然后改變可變電阻器R2的電阻值，以使其與計數(shù)值相稱。在以這種方式改變可變電阻器R2的電阻值之后，重復(fù)類似順序的操作；具體地說，將來自差分放大器電路A2的輸出與參考電壓Voff比較，并且如果它們不相等，則電阻調(diào)節(jié)計數(shù)器100執(zhí)行計數(shù)操作，并改變可變電阻器R2的電阻值。相反，如果來自差分放大器電路A2的輸出等于參考電壓Voff，差分放大器電路A3輸出邏輯低。這使電阻調(diào)節(jié)計數(shù)器100停止計數(shù)操作，并且穩(wěn)定可變電阻器R2的電阻值。
以這種方式，如此調(diào)節(jié)可變電阻器R2的電阻值，使得來自差分放大器電路A2的輸出等于參考電壓Voff，并且不出現(xiàn)偏移。這樣，圖7所示的反電動勢檢測電路可以消除由于直流電動機的電動機線圈L的內(nèi)部電阻的電阻值隨著溫度改變而出現(xiàn)的偏移。
專利公開1日本專利申請公開No.H8-4391。

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明要解決的問題利用圖7所示的配置，可以消除由于直流電動機的電動機線圈L的內(nèi)部電阻的電阻值而出現(xiàn)的偏移。然而，直到消除偏移之前，電阻調(diào)節(jié)計數(shù)器100逐一計數(shù)，并且每次調(diào)節(jié)電阻值，以使其與計數(shù)值成比例。這樣，在消除偏移之前要花費時間來調(diào)節(jié)可變電阻器R2的電阻值。因此，包括圖7所示這樣的反電動勢檢測電路的電動機驅(qū)動器需要充足的時間來完成初始設(shè)置，于是在開始操作之前要花費時間。此外，專利公開1中所公開的直流電動機的速度控制電路不包括自動消除由于直流電動機的電動機線圈L的電阻值隨溫度變化而出現(xiàn)的偏移的機制。
鑒于上述不便之處，本發(fā)明的目的是提供這樣一種電動機驅(qū)動器，其能夠自動改變可變電阻器的電阻值，以便消除響應(yīng)溫度改變而出現(xiàn)的偏移，并且有助于簡化自動改變可變電阻器的電阻值的這種能力，并且提供一種包括這種電動機驅(qū)動器的磁盤裝置。
解決問題的手段為了實現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明，一種電動機驅(qū)動器，具有反電動勢檢測部分，其檢測直流電動機的電動機線圈中出現(xiàn)的反電動勢并輸出檢測信號；和速度控制部分，其基于由所述反電動勢檢測部分檢測的反電動勢，設(shè)置并輸出饋送給所述電動機線圈的驅(qū)動電流的電流值。這里，所述電動機驅(qū)動器還具有偏移計算部分，首先，其建立這樣的狀態(tài)，其中不能通過所述電動機線圈驅(qū)動所述直流電動機，于是不出現(xiàn)反電動勢；然后，其讀取在饋送給所述電動機線圈的驅(qū)動電流的電流值等于零時所述反電動勢檢測部分獲得的輸出作為第一輸出；然后，其讀取在饋送給所述電動機線圈的驅(qū)動電流的電流值等于預(yù)定值時所述反電動勢檢測部分獲得的輸出作為第二輸出；然后，其基于所述第一和第二輸出之間的差，計算由于所述電動機線圈的內(nèi)部電阻的改變而在所述反電動勢檢測部分的輸出中出現(xiàn)的偏移；并且，然后，其通過改變所述反電動勢檢測部分的放大因子，來消除所述偏移。
發(fā)明的效果根據(jù)本發(fā)明，因為電動機驅(qū)動器具有偏移計算部分，該偏移計算部分通過改變反電動勢檢測部分的放大因子來消除偏移，所以不再必須在外部執(zhí)行計算來消除偏移，于是可以減小在外部提供的控制部分的負擔。此外，因為可以消除由于電動機線圈中溫度相關(guān)的改變引起的偏移，所以無論電動機驅(qū)動器所安裝的環(huán)境中溫度如何改變，都可以高精度地控制直流電動機。此外，可以通過偏移計算部分的簡單計算來初始化電動機驅(qū)動器，于是可以減小初始化所需的時間。另外，因為可以利用來自反電動勢檢測部分的數(shù)字信號來改變第二電阻器的電阻值，所以可以簡化偏移計算部分所執(zhí)行的計算。


圖1是示出了根據(jù)本發(fā)明的電動機驅(qū)動器的配置的方框圖。
圖2是示出了圖1所示的電動機驅(qū)動器中具有的反電動勢檢測電路的內(nèi)部配置的電路框圖。
圖3是示出了反電動勢檢測電路中具有的可變電阻器的配置的電路圖。
圖4A是示出了其中直流電動機由圖1所示的電動機驅(qū)動器來驅(qū)動的硬盤驅(qū)動器的構(gòu)造的頂視圖。
圖4B是示出了其中直流電動機由圖1所示的電動機驅(qū)動器來驅(qū)動的硬盤驅(qū)動器的構(gòu)造的截面圖。
圖5是示出了反電動勢檢測電路的初始設(shè)置操作的時序圖。
圖6是示出了反電動勢檢測電路的初始設(shè)置操作的時序圖。
圖7是示出了傳統(tǒng)反電動勢檢測電路的配置的電路圖。
標號列表1 半導(dǎo)體集成電路器件2 CPU11電流控制電路12反電動勢檢測電路13D/A轉(zhuǎn)換電路14A/D轉(zhuǎn)換電路15偏移計算電路16減法電路R1、R3～R6、Rs電阻器R2可變電阻器A1、A2差分放大器電路L 電動機線圈具體實施方式
后文將參考附圖描述本發(fā)明的實施例。圖1是示出了構(gòu)成體現(xiàn)本發(fā)明的電動機驅(qū)動器的半導(dǎo)體集成電路器件的內(nèi)部配置的方框圖。圖2是示出了構(gòu)成圖1所示的電動機驅(qū)動器的半導(dǎo)體集成電路器件內(nèi)所形成的反電動勢檢測電路的內(nèi)部配置的電路框圖。在圖1和2中，用途與圖7相同的這些部件和組件用相同的標號和符號表示，并且將不重復(fù)對它們的詳細描述。
構(gòu)成圖1所示的電動機驅(qū)動器的半導(dǎo)體集成電路器件1包括電流控制電路11，其將驅(qū)動電流饋送到直流電動機(例如，VCM)的電動機線圈L；反電動勢檢測電路12，其接收串聯(lián)連接的電動機線圈L和電阻器Rs的所有不同接觸處的電壓，以檢測電動機線圈L中的反電動勢；以及D/A轉(zhuǎn)換電路13，其對電流控制信號執(zhí)行D/A轉(zhuǎn)換然后將得到的信號饋送到電流控制電路11，其中電流控制信號由CPU 2根據(jù)來自反電動勢檢測電路12的檢測信號設(shè)置并且確定了從電流控制電路11輸出的驅(qū)動電流的電流值。
在如上述半導(dǎo)體集成電路器件1那樣構(gòu)成的電動機驅(qū)動器中，基于電阻Rs以及電動機線圈L兩端的電壓，反電動勢檢測電路12檢測在電動機線圈L中出現(xiàn)的反電動勢。當代表所檢測到的反電動勢的檢測信號從反電動勢檢測電路12饋送到CPU 2(這是與半導(dǎo)體集成電路器件1分離的器件)時，CPU2基于檢測信號，產(chǎn)生電流控制信號，該電流控制信號確定了要饋送到電動機線圈L的電流的電流值。當將該電流控制信號饋送回半導(dǎo)體集成電路器件1時，D/A轉(zhuǎn)換電路12將其從數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為模擬信號，然后將其饋送到電流控制電路11。這樣，電流控制電路11輸出電流值是基于電流控制信號所代表的值來設(shè)置的電流，并且將其饋送到電動機線圈L。因此，通過電動機線圈L來驅(qū)動并控制直流電動機。
如圖2所示，與圖7所示的反電動勢檢測電路相似，反電動勢檢測電路12包括電阻器R1、R3至R6、可變電阻器R2、以及差分放大器電路A1和A2，并且還包括對來自差分放大器電路A2的輸出執(zhí)行A/D轉(zhuǎn)換的A/D轉(zhuǎn)換電路14；偏移計算電路15，其對來自A/D轉(zhuǎn)換電路14的輸出執(zhí)行計算，由此計算差分放大器電路A2的偏移，然后設(shè)置可變電阻器R2的電阻值；以及減法電路16，其從來自A/D轉(zhuǎn)換電路14的輸出中減去偏移計算電路15中存儲的偏移。向CPU 2輸出從減法電路16輸出的數(shù)字信號作為檢測信號。
在如上所述進行配置的反電動勢檢測電路12中，令電阻器Rs和R1、可變電阻器R2以及電動機線圈L的內(nèi)部電阻的電阻值分別是Rs、R1、R2和RL，令電動機線圈L的驅(qū)動電流的電流值是Io，并且令電動機線圈L中的反電動勢是Vx，那么差分放大器電路A2的輸出值V由如下公式(1)表示。在公式(1)中，符號A和B代表常數(shù)。
V＝A×(Io×(RL-(R2/R1)×Rs)+Vx+B)(1)這樣，通過調(diào)節(jié)可變電阻器R2的電阻值，使得RL-(R2/R1)×Rs＝0，可以從公式(1)所表示的檢測信號中消除由于電動機線圈L的驅(qū)動電流的電流值Io引起的因素，并且由此可以使差分放大器電路A2的輸出值V與反電動勢成比例。如果來自差分放大器電路A2的輸出值V在從零到Vc的范圍中，當電動機線圈L中的反電動勢Vx等于零時，檢測信號應(yīng)該是其值與Vc/2相對應(yīng)的數(shù)字信號。為此，來自差分放大器電路A2的輸出V包含值A(chǔ)×B-Vc/2作為偏移。因此，其值與該偏移A×B-Vc/2相對應(yīng)的數(shù)字信號存儲在偏移計算電路15中，并且饋送給減法電路16。這允許減法電路16輸出代表電動機線圈L中的反電動勢并且不包含偏移的檢測信號。
即使在如上調(diào)節(jié)可變電阻器R2時，當其中安裝了電動機驅(qū)動器的環(huán)境中的溫度改變時，電動機線圈L的內(nèi)部電阻的電阻值RL改變。這樣，當電動機線圈L的內(nèi)部電阻的電阻值從RL變?yōu)镽L±ΔRL時，在從減法電路16輸出的檢測信號中出現(xiàn)值等于±ΔV＝±A×ΔRL×Io的偏移。為了應(yīng)付這一問題，當電動機驅(qū)動器開始驅(qū)動時，為了避免由于溫度改變而引起的這種偏移，可變電阻器R2的電阻值需要如此改變，以從差分放大器電路A2的輸出中消除與±ΔV＝±A×ΔRL×Io相對應(yīng)的偏移電壓。
下面將詳細描述如何消除由于溫度改變而在檢測信號中出現(xiàn)的偏移。為了消除上述偏移ΔV，如果可變電阻器R2的電阻值從R2變?yōu)镽2±ΔR2，則偏移ΔV與可變電阻器R2的電阻值的改變需要滿足如下公式(2)所表示的關(guān)系。這里令A(yù)/D轉(zhuǎn)換電路14的輸出是n位數(shù)字信號，A/D轉(zhuǎn)換電路14的輸出值V的量化單位Δv等于Vc/2n，并且所輸出的數(shù)字信號的值的范圍是從零到2n-1。此外，當差分放大器電路A1的輸出等于Vc/2時，從A/D轉(zhuǎn)換電路14輸出的數(shù)字信號的值等于2n-1。在這種狀態(tài)中，由于電動機線圈L的內(nèi)部電阻改變而引起的在A/D轉(zhuǎn)換電路14的輸出值V中出現(xiàn)的偏移ΔV由如下公式(3)表示。這里，符號X代表整數(shù)，其滿足1≤X≤2n-1。
ΔV＝A×Io×(ΔR2/R1)×Rs(2)ΔV＝Δv×X (3)此外，令可變電阻器R2以Δr2的增量來改變，并且改變值ΔR2等于X×Δr2，那么Δr2與Δv之間的關(guān)系由如下公式(4)表示。這樣，可變電阻器R2的電阻值被分為n位，量化單位等于Δr2。這里，如圖3所示，可變電阻器R2由如下元件構(gòu)成串聯(lián)連接的電阻器Ra1、Ra2、…、Ran-1以及Ran，它們的電阻值分別是Δr2×2n-1)、Δr2×2n-2、…、Δr2×21以及Δr2×20；以及MOS晶體管T1至Tn，它們分別與電阻器Ra1至Ran并聯(lián)連接。也就是說，可變電阻器R2的電阻值R2可以在0≤R2≤Δr2×2n-1)的范圍內(nèi)改變。
Δv＝A×Io×(Δr2/R1)×Rs(4)令可變電阻器R2的電阻值的中間值是Rx(＝Δr2×2n-1)，則電阻器Ra1、Ra2、…、Ran-1以及Ran的電阻值分別等于Rx/20、Rx/21、…、Rx/2n-2以及Rx/2n-1。該電阻值Rx與直流電壓Vc之間的關(guān)系由如下公式(5)表示。這樣，在電阻值Rx等于Vc×R1/(2×A×Io×Rs)時，電流值Io可以是常數(shù)，或者在電流值Io等于Vc×R1/(2×A×Rx×Rs)時，電阻值Rx可以是常數(shù)。
Vc＝A×Io×(2Rx/R1)×Rs (5)對于如上所述進行配置的可變電阻器R2，通過偏移計算電路15打開或關(guān)閉MOS晶體管T1至Tn來設(shè)置可變電阻器R2的電阻值。具體地說，當MOS晶體管Tk(其中k代表整數(shù)，其滿足1≤k≤n)打開時，電阻器Rak的電阻值不加到可變電阻器R2的電阻值中；當MOS晶體管Tk關(guān)閉時，電阻器Rak的電阻值加到可變電阻器R2的電阻值中。
此外，在偏移計算電路15中，首先讀取在饋送給電動機線圈L的驅(qū)動電流等于零時A/D轉(zhuǎn)換電路所獲得的輸出X1，并且將其記錄為要在減法電路16中減去的偏移。然后，當直流電動機保持靜止并且電動機線圈L中不出現(xiàn)反電動勢時，讀取在饋送給電動機線圈L的驅(qū)動電流具有預(yù)定值Io時A/D轉(zhuǎn)換電路所獲得的輸出X2，并且從在驅(qū)動電流等于Io時A/D轉(zhuǎn)換電路所獲得的輸出X2中減去在驅(qū)動電流等于零時A/D轉(zhuǎn)換電路所獲得的輸出X1。然后，基于結(jié)果值X2-X1，打開及關(guān)閉MOS晶體管T1至Tn，以設(shè)置可變電阻器R2的電阻值。
當偏移計算電路15如上所述進行操作時，例如如圖4A所示，當該實施例的電動機驅(qū)動器用來驅(qū)動并控制產(chǎn)生用于在盤20的表面移動磁頭21的驅(qū)動力的直流電動機時，在磁頭21與坡道區(qū)22(處于盤20外部，以將移出的磁頭21存放在其中)的內(nèi)壁的外部邊緣部分或者主軸23(處于盤20的中心)保持接觸時檢測偏移。圖4A是從盤20的頂面之上看過去的視圖，并且圖4B是截面圖。在圖4A中，代表從坡道區(qū)22到主軸23的方向的箭頭Da表示加載磁頭21的方向，并且代表從主軸23到坡道區(qū)22的方向的箭頭Db表示卸載磁頭21的方向。
具體地說，隨著通過從電流控制電路11向電動機線圈L饋送從電動機線圈L流向電阻器Rs的驅(qū)動電流以便給出趨向于將磁頭21沿著箭頭Db所示的方向移動的驅(qū)動力，使磁頭21與坡道區(qū)22的內(nèi)部的外部邊緣部分保持接觸，設(shè)置可變電阻器R2的電阻值。此外，隨著通過從電流控制電路11向電動機線圈L饋送從電阻器Rs流向電動機線圈L的驅(qū)動電流以便給出趨向于將磁頭21沿著箭頭Da所示的方向移動的驅(qū)動力，使磁頭21與主軸23保持接觸，設(shè)置可變電阻器R2的電阻值。另外，設(shè)當驅(qū)動電流沿著從電阻器Rs到電動機線圈L的方向穿過時，其電流值具有正值。
這樣，當磁頭21與主軸23保持接觸時，饋送給電動機線圈L的驅(qū)動電流具有正值，因此在A/D轉(zhuǎn)換電路14的輸出中出現(xiàn)的偏移等于X2-X1。因此，可變電阻器R2的電阻值被設(shè)置為Rx-Δr2×(X2-X1)。另一方面，當磁頭21與坡道區(qū)22保持接觸時，饋送給電動機線圈L的驅(qū)動電流具有負值，因此在A/D轉(zhuǎn)換電路14的輸出中出現(xiàn)的偏移等于-(X2-X1)。因此，變電阻器R2的電阻值被設(shè)置為Rx-Δr2×(X1-X2)。
下面將參考圖5和6所示的時序圖描述如上所述進行配置的反電動勢檢測電路12的初始設(shè)置操作。這里，設(shè)n＝4，于是A/D轉(zhuǎn)換電路14執(zhí)行向4為數(shù)字信號的轉(zhuǎn)換。具體地說，可變電阻器R2由電阻值分別為Rx/20、Rx/21、Rx/22和Rx/23的電阻器Ra1、Ra1、Ra3和Ra4以及分別與電阻器Ra1至Ra4并聯(lián)連接的MOS晶體管T1至T4組成。
在初始設(shè)置操作的開始，響應(yīng)與(24-1)10＝(1000)2相對應(yīng)的信號，在其柵極處接收與來自偏移計算電路15的第一位中的“1”相對應(yīng)的信號的MOS晶體管T1關(guān)閉，并且在柵極處接收與第二至第四位中的“0”相對應(yīng)的信號的MOS晶體管T2至T4打開。結(jié)果，在可變電阻器R2中，Ra1與打開的MOS晶體管T2至T4串聯(lián)連接在一起，于是可變電阻器R2的電阻值是Rx/20。
隨后，當在磁頭21與主軸23保持接觸的狀態(tài)下檢驗偏移時，如圖5所示，當?shù)谝粌?nèi)部時鐘脈沖C1輸入到反電動勢檢測電路12時，使饋送給電動機線圈L的驅(qū)動電流等于零。然后，當輸入第二內(nèi)部時鐘脈沖C2時，偏移計算電路15讀取A/D轉(zhuǎn)換電路14的輸出X1，并且存儲(X1-8)10作為要饋送給減法電路16的偏移。
隨后，如圖5所示，當輸入第三內(nèi)部時鐘脈沖C3時，使饋送給電動機線圈L的驅(qū)動電路的電流值等于正值的Io。此后，當輸入第四內(nèi)部時鐘脈沖C4時，讀取A/D轉(zhuǎn)換電路14的輸出X2，以計算(8-(X2-X1))10，并且將與(8-(X2-X1))10相對應(yīng)的四位信號輸出到可變電阻器R2。這樣，利用與(8-(X2-X1))10相對應(yīng)的四位信號，打開或關(guān)閉MOS晶體管T1至T4，并且相應(yīng)地設(shè)置可變電阻器R2的電阻值。
例如，假設(shè)在饋送內(nèi)部時鐘脈沖C2時讀取的輸出X1是(1001)2，并且在饋送內(nèi)部時鐘脈沖C4時讀取的輸出X2是(1011)2。在這種情形中，當饋送內(nèi)部時鐘脈沖C2時，在偏移計算電路15中存儲(X1-8)10＝(0001)2作為要饋送給減法電路16的偏移。
隨后，當饋送內(nèi)部時鐘脈沖C4時，偏移計算電路15計算(8-(X2-X1))10＝(1000-(1011-1001))2＝(0110)2，并將其饋送到可變電阻器R2。這樣，在柵極處接收與第二和第三位中的“1”相對應(yīng)的信號的MOS晶體管T2和T3關(guān)閉，并且在柵極處接收與第一和第四位中的“0”相對應(yīng)信號的MOS晶體管T1和T4打開。結(jié)果，在可變電阻器R2中，電阻器Ra2和Ra3以及打開的MOS晶體管T1和T4串聯(lián)連接在一起，于是可變電阻器R2的電阻值現(xiàn)在等于Rx/21+Rx/22。
現(xiàn)在，設(shè)在饋送內(nèi)部時鐘脈沖C2時讀取的輸出X1是(1001)2，并且在饋送內(nèi)部時鐘脈沖C4時讀取的輸出X2是(0111)2。在這種情形中，當饋送內(nèi)部時鐘脈沖C2時，在偏移計算電路15中存儲(X1-8)10＝(0001)2作為要饋送給減法電路16的偏移。
隨后，當饋送內(nèi)部時鐘脈沖C4時，偏移計算電路15計算(8-(X2-X1))10＝(1000-(0111-1001))2＝(1010)2，并將其饋送到可變電阻器R2。這樣，在柵極處接收與第一和第三位中的“1”相對應(yīng)的信號的MOS晶體管T1和T3關(guān)閉，并且在柵極處接收與第二和第四位中的“0”相對應(yīng)信號的MOS晶體管T2和T4打開。結(jié)果，在可變電阻器R2中，電阻器Ra1和Ra3以及打開的MOS晶體管T2和T4串聯(lián)連接在一起，于是可變電阻器R2的電阻值現(xiàn)在等于Rx/20+Rx/22。
另一方面，當在磁頭21與坡道區(qū)22保持接觸的狀態(tài)下檢驗偏移時，如圖6所示，當?shù)谝粌?nèi)部時鐘脈沖C1輸入到反電動勢檢測電路12時，使饋送給電動機線圈L的驅(qū)動電流等于零。然后，當輸入第二內(nèi)部時鐘脈沖C2時，偏移計算電路15讀取A/D轉(zhuǎn)換電路14的輸出X1，并且存儲(X1-8)10作為要饋送給減法電路16的偏移。
隨后，如圖6所示，當輸入第三內(nèi)部時鐘脈沖C3時，使饋送給電動機線圈L的驅(qū)動電路的電流值等于-Io，它是負值。此后，當輸入第四內(nèi)部時鐘脈沖C4時，讀取A/D轉(zhuǎn)換電路14的輸出X2，以計算(8+(X2-X1))10，并且將與(8+(X2-X1))10相對應(yīng)的四位信號輸出到可變電阻器R2。這樣，利用與(8+(X2-X1))10相對應(yīng)的四位信號，打開或關(guān)閉MOS晶體管T1至T4，并且相應(yīng)地設(shè)置可變電阻器R2的電阻值。
例如，假設(shè)在饋送內(nèi)部時鐘脈沖C2時讀取的輸出X1是(1001)2，并且在饋送內(nèi)部時鐘脈沖C4時讀取的輸出X2是(1011)2。在這種情形中，當饋送內(nèi)部時鐘脈沖C2時，在偏移計算電路15中存儲(X1-8)10＝(0001)2作為要饋送給減法電路16的偏移。
隨后，當饋送內(nèi)部時鐘脈沖C4時，偏移計算電路15計算(8+(X2-X1))10＝(1000+(1011-1001)2＝(1010)2，并將其饋送到可變電阻器R2。這樣，在柵極處接收與第一和第三位中的“1”相對應(yīng)的信號的MOS晶體管T1和T3關(guān)閉，并且在柵極處接收與第二和第四位中的“0”相對應(yīng)信號的MOS晶體管T2和T4打開。結(jié)果，在可變電阻器R2中，電阻器Ra1和Ra3以及打開的MOS晶體管T2和T4串聯(lián)連接在一起，于是可變電阻器R2的電阻值現(xiàn)在等于Rx/20+Rx/22。
現(xiàn)在，假設(shè)在饋送內(nèi)部時鐘脈沖C2時讀取的輸出X1是(1001)2，并且在饋送內(nèi)部時鐘脈沖C4時讀取的輸出X2是(0111)2。在這種情形中，當饋送內(nèi)部時鐘脈沖C2時，在偏移計算電路15中存儲(X1-8)10＝(0001)2作為要饋送給減法電路16的偏移。
隨后，當饋送內(nèi)部時鐘脈沖C4時，偏移計算電路15計算(8+(X2-X1))10＝(1000+(0111-1001))2＝(0110)2，并將其饋送到可變電阻器R2。這樣，在柵極處接收與第二和第三位中的“1”相對應(yīng)的信號的MOS晶體管T2和T3關(guān)閉，并且在柵極處接收與第一和第四位中的“0”相對應(yīng)信號的MOS晶體管T1和T4打開。結(jié)果，在可變電阻器R2中，電阻器Ra2和Ra3以及打開的MOS晶體管T1和T4串聯(lián)連接在一起，于是可變電阻器R2的電阻值現(xiàn)在等于Rx/21+Rx/22。
在上述不同示例中所執(zhí)行的操作過程中，從A/D轉(zhuǎn)換電路14輸出通過從差分放大器電路A2的輸出中消除由于電動機線圈L的內(nèi)部電阻引起的偏移所得到的值。這樣，當在電動機線圈的驅(qū)動電流保持等于正值Io的狀態(tài)下饋送入內(nèi)部時鐘脈沖C5時，A/D轉(zhuǎn)換電路14的輸出等于(1001)2。然后，減法電路16減去偏移(0001)2，于是從減法電路16輸出的檢測信號具有值(1000)2。
權(quán)利要求
1.一種電動機驅(qū)動器，包括反電動勢檢測部分，所述反電動勢檢測部分檢測直流電動機的電動機線圈中出現(xiàn)的反電動勢并輸出檢測信號；和速度控制部分，所述速度控制部分基于由所述反電動勢檢測部分檢測的反電動勢，設(shè)置并輸出饋送給所述電動機線圈的驅(qū)動電流的電流值，其中，所述電動機驅(qū)動器還包括偏移計算部分，首先，所述偏移計算部分建立這樣的狀態(tài)，其中不能通過所述電動機線圈驅(qū)動所述直流電動機，于是不出現(xiàn)反電動勢，然后，所述偏移計算部分讀取在饋送給所述電動機線圈的驅(qū)動電流的電流值等于零時所述反電動勢檢測部分獲得的輸出，作為第一輸出，然后，所述偏移計算部分讀取在饋送給所述電動機線圈的驅(qū)動電流的電流值等于預(yù)定值時所述反電動勢檢測部分獲得的輸出，作為第二輸出，然后，所述偏移計算部分基于所述第一和第二輸出之間的差，計算由于所述電動機線圈的內(nèi)部電阻的改變而在所述反電動勢檢測部分的輸出中出現(xiàn)的偏移，并且然后，所述偏移計算部分通過改變所述反電動勢檢測部分的放大因子，來消除所述偏移。
2.如權(quán)利要求1所述的電動機驅(qū)動器，其中，所述反電動勢檢測部分包括檢測電阻器，所述檢測電阻器的一端連接到所述電動機線圈的一端；第一電阻器，所述第一電阻器的一端連接到所述檢測電阻器的另一端；第二電阻器，所述第二電阻器的一端連接到所述第一電阻器的另一端；第一差分放大電路，所述第一差分放大電路的一個輸入端連接到所述第一和第二電阻器之間的節(jié)點，所述第一差分放大電路的輸出端連接到所述第二電阻器的另一端，并且所述第一差分放大電路的另一輸入端連接到所述電動機線圈與所述檢測電阻器之間的節(jié)點；和第二差分放大器電路，所述第二差分放大器電路的一個輸入端連接到所述第一差分放大器電路的輸出，并且所述第二差分放大器電路的另一輸入端連接到所述電動機線圈的另一端，其中，通過所述偏移計算電路將所述第二電阻器改變與所述第一和第二輸出之間的差成比例的電阻值，來消除由于所述電動機線圈的內(nèi)部電阻改變而在所述反電動勢檢測部分的輸出中出現(xiàn)的所述偏移。
3.如權(quán)利要求2所述的電動機驅(qū)動器，其中，所述反電動勢檢測部分還包括模數(shù)轉(zhuǎn)換電路，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換電路執(zhí)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，從而將來自所述第二差分放大器電路的、范圍在零到Vc之間的輸出轉(zhuǎn)換為n位數(shù)字信號，并且其中，令所述第二電阻器的電阻值的初始值是Rx，令從所述模數(shù)轉(zhuǎn)換電路輸出的所述第一輸出是X1，并且令從所述模數(shù)轉(zhuǎn)換電路輸出的所述第二輸出是X2，則當所述驅(qū)動電流等于的所述預(yù)定值為正時，將所述第二電阻器的電阻值設(shè)置為Rx×(1-(X2-X1)/2n-1)，并且，當所述驅(qū)動電流等于的所述預(yù)定值為負時，將所述第二電阻器的電阻值設(shè)置為Rx×(1+(X2-X1)/2n-1)。
4.如權(quán)利要求3所述的電動機驅(qū)動器，其中，所述第二電阻器由如下元件組成n個電阻器，它們串聯(lián)連接并分別具有Rx/20、Rx/21、Rx/22、…、Rx/2n-2以及Rx/2n-1的電阻值，以及分別與所述n個電阻器并聯(lián)連接的n個開關(guān)，并且其中所述偏移計算部分輸出n位數(shù)字信號，其中從最高位算起的第k位用來打開及關(guān)閉所述第二電阻器中與電阻值為Rx/2k-1的電阻器并聯(lián)連接的開關(guān)，并且，當所述驅(qū)動電流等于的所述預(yù)定值為正時，所述偏移計算部分向所述第二電阻器的所述n個開關(guān)輸出與2n-1-(X2-X1)相對應(yīng)的n位數(shù)字信號，并且，當所述驅(qū)動電流等于的所述預(yù)定值為負時，所述偏移計算部分向所述第二電阻器的所述n個開關(guān)輸出與2n-1+(X2-X1)相對應(yīng)的n位數(shù)字信號。
5.如權(quán)利要求3所述的電動機驅(qū)動器，其中，令所述驅(qū)動電流等于的所述預(yù)定值的絕對值是Io，令所述檢測電阻器的電阻值是Rs，令所述第一電阻器的電阻值是R1，并且令所述第二差分放大器電路的放大因子是A，那么滿足如下關(guān)系Vc＝A×Io×Rs×(2Rx)/R1。
6.如權(quán)利要求4所述的電動機驅(qū)動器，其中，所述第二電阻器由如下元件組成n個電阻器，它們串聯(lián)連接并分別具有Rx/20、Rx/21、Rx/22、…、Rx/2n-2以及Rx/2n-1的電阻值，以及分別與所述n個電阻器并聯(lián)連接的n個開關(guān)，并且其中所述偏移計算部分輸出n位數(shù)字信號，其中從最高位算起的第k位信號用來打開及關(guān)閉所述第二電阻器中與電阻值為Rx/2k-1的電阻器并聯(lián)連接的開關(guān)，并且，當所述驅(qū)動電流等于的所述預(yù)定值為正時，所述偏移計算部分向所述第二電阻器的所述n個開關(guān)輸出與2n-1-(X2-X1)相對應(yīng)的n位數(shù)字信號，并且，當所述驅(qū)動電流等于的所述預(yù)定值為負時，所述偏移計算部分向所述第二電阻器的所述n個開關(guān)輸出與2n-1+(X2-X1)相對應(yīng)的n位數(shù)字信號。
7.如權(quán)利要求1所述的電動機驅(qū)動器，其中，所述電動機驅(qū)動器還包括減法部分，所述減法部分消除在沒有出現(xiàn)反電動勢時出現(xiàn)的偏移，并且其中在所述偏移計算部分中存儲在沒有出現(xiàn)反電動勢時從所述反電動勢檢測部分輸出的第三輸出與所述第一輸出之間的差，作為在沒有出現(xiàn)反電動勢時出現(xiàn)的偏移，并且輸出通過從所述反電動勢檢測部分的輸出中減去在所述偏移計算部分中存儲的所述第三和第一輸出之間的差所得到的值作為檢測信號。
8.如權(quán)利要求1所述的電動機驅(qū)動器，其中，所述反電動勢檢測部分和所述速度控制部分建立在單個半導(dǎo)體集成電路器件中。
9.如權(quán)利要求7所述的電動機驅(qū)動器，其中將來自所述反電動勢檢測部分的檢測信號輸出到外部控制電路，并且將由所述控制電路基于所述檢測信號計算的值輸入到所述速度控制部分。
10.一種磁盤裝置，包括如權(quán)利要求1至9之一所述的電動機驅(qū)動器；由所述電動機驅(qū)動器驅(qū)動并控制的直流電動機；磁頭，所述磁頭通過被所述直流電動機的驅(qū)動力傳動，沿著所述磁盤的半徑方向移動；主軸，所述主軸的中心與所述磁盤嚙合；和坡道區(qū)，所述坡道區(qū)被設(shè)置在所述磁盤外側(cè)，并且其中存放所述磁頭，其中，當所述磁頭與所述主軸或者所述坡道區(qū)的內(nèi)壁保持接觸時，由所述偏移計算部分計算由于所述直流電動機的所述電動機線圈的內(nèi)部電阻的改變而在所述反電動勢檢測部分的輸出中出現(xiàn)的偏移，并且通過改變所述反電動勢檢測部分的放大因子，消除所述偏移。
全文摘要
公開了一種電動機驅(qū)動器及磁盤裝置，其中反電動勢檢測電路(12)結(jié)合了A/D轉(zhuǎn)換電路(14)，其將差分放大器電路(A2)的輸出轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號；和偏移計算電路(15)，其根據(jù)A/D轉(zhuǎn)換電路(14)的輸出設(shè)置可變電阻器(R2)的電阻值?；谠陴佀徒o電動機線圈(L)的驅(qū)動電流等于零時A/D轉(zhuǎn)換電路(14)獲得的輸出與在饋送給電動機線圈(L)的驅(qū)動電流等于預(yù)定值時A/D轉(zhuǎn)換電路(14)獲得的輸出之間的差，偏移計算電路(15)設(shè)置可變電阻器R2的電阻值。
文檔編號H02P5/00GK1836369SQ20048002361
公開日2006年9月20日 申請日期2004年8月20日 優(yōu)先權(quán)日2003年8月21日
發(fā)明者大尾光明 申請人:羅姆股份有限公司