磁盘驱动器和加载／卸载方法技术

提供足够低噪声的磁盘驱动器。数／模转换器将由第一预置电压值Ｖ１、第二预置电压值Ｖ３和互连第一预置电压值Ｖ１和第二预置电压值Ｖ３的基本上余弦波的过渡电压值Ｖ２组成的控制电压Ｖｄａｃ提供给ＶＣＭ驱动器。将驱动电流从ＶＣＭ驱动器提供给致动器组件的音圈。由于在过渡周期Ｐ２中，不包含高次谐波分量的电流作为流入音圈中的ＶＣＭ电流流动，通过移动包括致动器组件的整个磁盘驱动器的结构谐振点，易于抑制起振力。另外，由于在余弦波的周期的半波长期间，使在电感元件中产生的反电动势ＶＬ清零，通过立即从设置周期转移到测量周期，能测量速率电动势。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术通常涉及用于控制嵌入磁盘驱动器中的致动器组件的技术，以及更具体地说，涉及用于降低当致动器组件操作时产生的噪声和振动的技术。
技术介绍
通常，磁盘驱动器采用旋转型致动器组件。音圈电机(VCM)由安装在致动器组件上的音圈、将磁通量空间提供给音圈的VCM磁体以及形成磁路的VCM磁轭构成。处理器通过调节要提供给音圈的电流的方向和大小，来控制致动器组件的操作。磁头从磁盘读取的伺服信息用来控制致动器组件。在下文中，将使用伺服信息的致动器组件的控制称为伺服控制。为防止磁盘驱动器的滑动器粘到已经停止旋转的磁盘的表面并在其上生成静摩擦，当磁盘的旋转处于停止状态时，需要从磁盘的记录面卸载磁头。将使用位于磁盘的外边缘附近的斜坡构件的加载/卸载系统用作一种这样的卸载技术。在加载/卸载系统中，当从致动器组件的前端凸出的提升接头(lift tab)与斜坡构件的滑动面啮合时，致动器组件旋转地移向在卸载期间磁头最终停止的原始位置处。一些磁盘驱动器还采用磁性锁方案，其中，通过强磁体将致动器组件磁性地吸引到其原始位置并固定到该原始位置，以如果外部冲击或振动施加到具有留在斜坡构件上的未卸载磁头的磁盘驱动器时，防止磁头移向磁盘上的位置。与惯性锁方案相比，磁性锁方案的结构简单以及具有能廉价地制造磁盘驱动器的优点。因此，特别地，磁性锁方案更广泛地用在为一般消费品而设计的磁盘驱动器中。尽管磁盘驱动器的磁头在磁盘上方飞过，通过从磁盘读取写入的伺服数据以及计算磁头的位置和移动速度，能伺服控制致动器组件的操作。然而，在提升接头正沿斜坡构件的滑动面移动时(在下文中，将该状态称为加载/卸载状态)的同时，磁头不能读取伺服数据。在加载/卸载状态中，安装在致动器组件上的音圈，通过使用当线圈在磁通量空间内移动时在音圈中产生的反电动势，将致动器组件的旋转速度控制到恒定速度。该反电动势，由于其与音圈的移动速度成比例，在下文中称为速率电动势。对于磁性锁类型的磁盘驱动器，由于致动器组件在加载/卸载状态中经受磁体的强吸引力，需要无视吸引力地从锁磁体释放或速度控制该致动器组件。这是为何将大的电流提供给音圈以便向其提供强转矩。VCM驱动器通过实施电流开关控制以便调节施加到音圈的转矩，将所需值的电流提供给音圈。近年来，日益需求用在起居室中的产品诸如HDD记录器中的磁盘驱动器的更无声操作，该操作引起了由于VCM驱动器开关操作而从这些磁盘驱动器产生的噪声的问题。专利文献1公开了一种硬盘驱动器，其中，传感器以这样的方式在磁盘的表面上横向地移动，以形成正弦波加速路线(acceleration path)。在专利文献1中描述了通过使用正弦波加速路线来降低矩形波的高次谐波分量以最小化来自磁头万向架组件的噪声。专利文献2公开了一种用于检测和控制在VCM中生成的反电动势的技术。后一技术使用VCM内的反电动势的检测和控制，因为在磁头的加载/卸载控制期间，由于磁头当远离磁盘的同时沿斜坡的表面移动，通过使用磁头的正常伺服控制既不能检测也不能控制存在于磁盘上的伺服信息。日本专利公开号No.2000-123502日本专利公开号No.2001-43645
技术实现思路
图1(A)示出音圈的等效电路；图1(B)至1(D)示出在传统的开关控制方案下在等效电路中产生的电压波形和电流波形。图1(A)示出其中将电流从VCM驱动器提供给在由VCM磁体生成的磁通量空间内正以恒定速度移动的音圈的状态。当将模拟VCM控制电压Vdac提供给VCM驱动器时，该驱动器生成与VCM控制电压Vdac相关的VCM电流Ivcm，以及将该VCM电流Ivcm提供给音圈。由于音圈等效于由电气串联连接的电阻器R和电感元件L组成的电路，当VCM电流Ivcm流入该电路时，在电阻器R处产生反电动势VR以及在电感元件K处产生反电动势VL。在下文中，将反电动势VR和反电动势VL的总和称为VCM电压Vvcm。VCM电压Vvcm是将需要电平的VCM电流Ivcm提供给音圈以及向其分配需要转矩所需要的电压。另外，当音圈在磁通量空间内移动时，根据Fleming的右手规则产生速率电动势Ebemf，在VCM驱动器的输出端处产生VCM电压Vvcm和速率电动势Ebemf的合成量也就是线圈端电压VO。电动势Ebemf是与音圈的移动速度成比例的直流电的电动势，以及根据音圈的特定移动方向，电动势的方向不同。图1(B)示出利用输入VCM驱动器的VCM控制电压Vdac由电阻R、电感L和速率电动势Ebemf来确定的VCM电流Ivcm正流过音圈时的状态。图1(B)至1(D)中的所有水平轴是时间轴。在图1(B)中，当将停止电压施加到由电阻器R和电感元件L组成的串联电路的音圈时，如利用参考代码X所标记的，在相应信号的上升和下降沿处，VCM电流Ivcm产生时滞。在用参考代码X标记的位置处，利用作为底(base0的奈培常数“e”，指数地增加和衰减VCM电流Ivcm。如通过傅立叶发展很显而易见，在X标记的位置处的VCM电流Ivcm包含各种数量级的高次谐波电流。VCM磁体相对于高次谐波电流生成多个频率的转矩，变为用于致动器的起振源的这些转矩引起磁盘驱动器的振动和噪声。图1(C)示出就是VCM电压Vvcm和速率电动势Ebemf的总和的线圈端电压VO。尽管图1(C)表示在与VCM电压Vvcm相同的方向上产生电动势Ebemf，如果在与VCM电压Vvcm相反的方向上产生速率电动势Ebemf，则线圈端电压VO等于VCM电压Vvcm和速率电动势Ebemf之间的差值。在所有VCM电压Vvcm中，在图1(D)中仅示出了在电感元件L中产生的反电动势VL。在图1(D)中，如利用参考代码X标记的，以奈培常数“e”为底指数地增加或衰减已经在电感元件L中产生的反电动势VL。在致动器组件的加载/卸载状态中，当提升接头与斜坡机构啮合时，由于磁头不能从磁盘读取伺服数据，使用不依赖伺服信息的速率电动势Ebemf来对致动器的恒定旋转速度实施恒定速度控制。通过在VCM驱动器中提供电压检测电路，能检测速率电动势Ebemf做为音圈的线圈端电压VO。图2是说明与使用惯性锁的磁盘驱动器一样，当无需增加太多VCM电流Ivcm也可能加载/卸载时，测量速率电动势Ebemf的方法的图。如图1(A)中所示，能在VCM驱动器的输出端处检测的线圈端电压VO是VCM电压Vvcm和速率电动势Ebemf的总和。因此，在通过停止音圈的操作将速率电动势Ebemf清零后，通过测量线圈端电压VO，能得到表示VCM电流Ivcm和VCM电压Vvcm之间的关系的特性Y。在将特性Y作为数据存储到磁盘驱动器的ROM中后，当在实际控制期间检测到所需VCM电流Ivcm以及线圈端电压VO测量为Va时，通过从线圈端电压VO减去由特性Y导出的适合于VCM电流Ia的VCM电压Vvcm，可以计算速率电动势Ebemf。在磁性锁类型的磁盘驱动器中，然而，由于需要无视锁磁体的吸引力地驱动致动器组件，非常显著地增加了加载/卸载中的VCM电流Ivcm。另外，当从锁磁体的吸引释放致动器组件时，VCM电流Ivcm变为其最大值，以及由于致动器组件的旋转速度低，降低了速率电动势Ebemf。因此变得难以通过使用图2中所示的特性曲线Y来由线圈端电压VO检测速率电动势Ebemf。此外，由于特性Y根据本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种磁盘驱动器，包括：磁盘；致动器组件，具有磁头和音圈；ＶＣＭ驱动器，将电流提供给该音圈；数／模转换器，将由第一预置电压值、第二预置电压值和实质上是余弦波的过渡电压值组成的ＶＣＭ控制电压提供给ＶＣＭ驱动器，过渡电压值使第一预置电压值和第二预置电压值互相连接；以及处理器，将输入信号提供给数／模转换器。

【技术特征摘要】
JP 2006-4-24 2006-1193511.一种磁盘驱动器，包括磁盘；致动器组件，具有磁头和音圈；VCM驱动器，将电流提供给该音圈；数/模转换器，将由第一预置电压值、第二预置电压值和实质上是余弦波的过渡电压值组成的VCM控制电压提供给VCM驱动器，过渡电压值使第一预置电压值和第二预置电压值互相连接；以及处理器，将输入信号提供给数/模转换器。2.如权利要求1所述的磁盘驱动器，其中，过渡电压值在关于每一预置电压值的边界和相对于第二预置电压值的边界处采用0时间微分值。3.如权利要求1所述的磁盘驱动器，其中，过渡电压值是通过将为第一预置电压值和第二预置电压值之间的差值的一半的振幅值添加到余弦波所获得的值。4.如权利要求1所述的磁盘驱动器，其中，利用相对于第一预置电压值的连接位置和相对于第二预置电压值的连接位置之间的波长的一半周期，形成与过渡电压值有关的余弦波。5.如权利要求1所述的磁盘驱动器，其中，第一预置电压值是正电压值以及第二预置电压值是零电压值。6.如权利要求1所述的磁盘驱动器，其中，第一预置电压值和第二预置电压值均是除零以外的值。7.如权利要求1所述的磁盘驱动器，其中，模/数转换器进一步将预置第三电压值提供给VCM驱动器；第二预置电压值大于第一预置电压值和预置第三电压值；以及处理器将适合于经由“0至π”的半周期的余弦波互相连接第一预置电压值和第二预置电压值以及经由“π至2π”的半周期时间的余弦波互相连接第二预置电压值和预置第三电压值的输入信号提供给数/模转换器。8.如权利要求1所述的磁盘驱动器，其中，数/模转换器将PWM方案或PFM方案的电压值提供给VCM驱动器。9.如权利要求1所述的磁盘驱动器，进一步包括非易失存储器，其中，存储用于产生过渡电压值的余弦波表；其中，处理器参考余弦波表，并生成与过渡电压值有关的信号。10.如权利要求1所述的磁盘驱动器，进一步包括磁性地吸引致动器组件的锁磁体。11.如权利要求1所述的磁盘驱动器，进一步包括电压检测电路，测量在音圈中产生的线圈端...

【专利技术属性】
技术研发人员：米田勋，内田博，石桥和幸，茶碗谷健，
申请(专利权)人：日立环球储存科技荷兰有限公司，
类型：发明
国别省市：NL[荷兰]