写入元件的极尖和与该写入元件相关的磁介质之间的间距减小量与硬盘驱动器的浮动块飞行高度控制器的输入信号（例如输入电压或电流）线性成正比。飞行高度控制器包括加热器电流控制器和多路复用器。加热器电流控制器接收输入信号，并输出与该输入信号成正比的控制电流。在读取操作期间，多路复用器将控制电流耦接到与所选浮动块体上的写入元件相关的加热元件。加热元件消耗与控制电流成正比的功率，并引起写入元件的极尖与磁介质之间与控制电流和输入信号线性成正比的间距减小量。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及硬盘驱动器(HDD)。特别地，本专利技术涉及一种用于使用控制信号而以线性方式控制HDD的写入元件的极尖与磁介质之间的间距(即，浮动块的飞行高度)的技术。
技术介绍
图1示出了示例硬盘驱动器(HDD)100，其具有伺服系统，用于将浮动块组件101定位在磁盘102上所选择的数据信息轨道上方，以将数据写入到所选择的轨道和/或从所选择的轨道读取数据。HDD 100的伺服系统包括用于给致动器臂105定位的致动器104(例如旋转音圈马达(VCM))、读取/写入头悬架106和所选择的轨道上方的浮动块组件101。浮动块组件101包括读取/写入头(图1中未示出)，其具有分别从所选择的数据轨道读取数据和将数据写入到所选择的数据轨道的读取元件(例如巨磁阻(GMR)元件)和写入元件。尽管HDD 100仅示出了单个磁盘102，但是HDD通常具有多个层叠的、一般是旋转的硬磁盘以及对应数目的致动器臂、读取/写入头悬架和浮动块组件。图2示出了作为浮动块组件101的一部分的示例读取/写入头200的横截面侧视图。读取/写入头200包括由位于浮动块体203后沿的层叠的读取元件201和写入元件202组成的薄膜结构。读取元件201定位在底护板(shield)205与底轭(yoke)/顶护板206之间的读取缝隙204内。写入元件202由底轭/顶护板206、顶轭207、写入线圈的线圈绕组208和写入缝隙209形成。在写入操作的开始，因为由通过写入元件的写入线圈的写入电流和写入元件202的底轭和顶轭206和207中的涡流损耗引起的功率耗散，写入元件202变热。升温使写入元件202的极尖210和211从浮动块体突出。极尖突出与写入元件202中的功率耗散成正比，并具有作为时间的指数函数的阶跃响应(step response)，其(热)时间常数为几百微秒。极尖210和211与磁记录介质213之间的间隙212(通常被称为浮动块的飞行高度)作为功率耗散的函数而线性减小。因此，写入性能可能由于有效飞行高度的改变而显著改变。用来减小极尖突出的一个传统途径是通过改善写入线圈的散热，例如由美国专利申请第2003/0039067 A1号所公开的。然而，随着写入元件的尺寸减小和数据率增大，改善散热变得日益困难。此外，随着写入元件的尺寸减小，用于散热的面积也减小。随着数据率增大并且写入电流反向次数减少，由于轭中增大的涡流损耗而引起写入元件中的功率耗散上升。例如，参见K.B.Klaassen et al.，“Nanosecond and sub-nanosecond writing experiments(纳秒和亚纳秒写入实验)，”IEEE Transactions on Magnetics，Vol.35，pp.625-631，March1999。用于控制极尖突出的另一种传统途径是通过保持写入元件的温度不变，而在从读取变为写入操作时保持写入元件的突出不改变。与写入头一起提供了电阻膜形式的单独的加热器元件214(图2)，并且用电压或电流来电激励该加热器元件214。用于控制极尖突出的另一种传统途径是经写入头线圈的中心抽头注入“热突出控制电流”。该电流在写入头线圈的两半之间均分，并且不产生对写入头轭的净磁激励。然而，所需要的是用于通过使用控制信号而以线性方式控制写入元件的极尖与磁介质之间的间距来控制极尖突出的技术。
技术实现思路
本专利技术提供一种用于通过使用控制信号而以线性方式控制写入元件的极尖和磁介质之间的间距来控制极尖突出的技术。本专利技术的优点由浮动块飞行高度控制器提供，其可以是硬盘驱动器的读取/写入电子模块的一部分。浮动块飞行高度控制器包括加热器电流控制器和多路复用器。加热器电流控制器接收输入信号，例如输入电压或输入电流，并响应于该输入信号而输出加热器控制电流。输入信号可以由例如数字模拟转换器基于所选择的已输入到该数字模拟转换器的数据来生成。当硬盘驱动器处于读取操作中时，多路复用器将加热器控制电流耦接到与该硬盘驱动器的所选浮动块体上的写入元件相关的加热元件。根据本专利技术，加热元件消耗与输入信号成正比的功率，并引起写入元件的极尖和与该写入元件相关的磁介质之间与输入信号成正比的间距减小量。在本专利技术的一个实施例中，加热器电流控制器包括平方根电路，其接收输入信号作为电流，并输出与该输入电流的平方根成正比的第一电流，并且，加热器控制电流与第一电流成正比。在本专利技术的另一实施例中，加热器电流控制器包括平方根电路，其接收输入信号作为电流，并输出与该输入电流和具有预定幅值的第二电流的乘积的平方根成正比的第一电流。在本专利技术的一个实施例中，加热器电流控制器还包括耦接到第一电流并输出控制电流的电流通过元件。可以将低通滤波器耦接到加热器电流控制器的输出端，用来减小加热器电流控制器的输出中的高频扰动。在本专利技术的替换实施例中，加热器电流控制器还包括电流-电压转换器，其接收第一电流，并产生耦接到电流通过元件的电压，并且，从电流通过元件输出的控制电流生成跨加热器元件的与第一电流成正比的电压。电流-电压转换器包括电阻器，第一电流流经过该电阻器，并生成第一电压；和运算跨导放大器，其接收第一电压，并输出驱动电流通过元件的第三电流。电流-电压转换器可以包括耦接到运算跨导放大器的输出端的滤波器，其减小运算跨导放大器的输出中的高频扰动。本专利技术还可以包括公共电压电平发生器，其输出具有与地不同的电势，并且连接其输出，以使通过加热元件的控制电流的电流路径完整。可替换地，公共电压电平可以选择为使加热元件的电压净空(headroom)最大化。附图说明在附图中作为示例而不是限制图示了本专利技术，其中，相同的附图标记表示相同的元件，其中图1示出了本专利技术适用的示例硬盘驱动器(HDD)；图2示出了作为浮动块组件的一部分的示例读取/写入头的横截面侧视图；图3示出了根据本专利技术的读取/写入电子模块的示例实施例、盘驱动器致动器臂和多个浮动块体的功能方框图；图4示出了根据本专利技术的加热器电流控制器的第一示例实施例的功能方框图；图5示出了根据本专利技术的加热器电流控制器的第二示例实施例的方框图；图6A和6B分别示出了适用于本专利技术的平方根电路的两个示例实施例； 图7A和7B分别示出了对于图6B中示出的平方根电路的第二示例实施例，当I3＝IC＝8mA时，作为输入电流I1的函数的输出电流I和I2的PSpice模拟曲线图；图8示出了根据本专利技术的加热器电流控制器的第三示例实施例，其基于图4的方框图和图6B中示出的平方根电路的示例实施例；以及图9示出了根据本专利技术的加热器电流控制器的第四示例实施例，其基于图5的方框图和图6B中示出的平方根电路的示例实施例。具体实施例方式本专利技术提供这样的能力使用控制信号，通过在读取和写入操作期间都将写入元件保持在不变的温度，使得可以以线性方式控制极尖与磁介质之间的间隙(即，浮动块的飞行高度)，来控制写入元件的极尖突出，以便例如改善读取-重试期间或驱动器冷启动期间的读取性能。当驱动器处于读取操作中(即，非写入)时，使用定位在写入元件附近的加热元件来将写入元件保持在与驱动器处于写入操作中时相同的温度，其中所述写入元件在所选择的用于读取操作的同一浮动块体上。当切断写入电流时，给加热元件供电，而当接通写入电流时，给加热元件断电。图3本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种硬盘驱动器的浮动块飞行高度控制器，该控制器包括：加热器电流控制器，接收输入信号，并响应于该输入信号而输出控制电流；和多路复用器，当硬盘驱动器处于读取操作中时，将控制电流耦接到与硬盘驱动器的所选浮动块体上的写入元件相关的加 热元件，该加热元件消耗与输入信号成正比的功率，并引起写入元件的极尖和与该写入元件相关的磁介质之间与输入信号成正比的间距减小量。
【技术特征摘要】
US 2004-3-15 10/800,9311.一种硬盘驱动器的浮动块飞行高度控制器，该控制器包括加热器电流控制器，接收输入信号，并响应于该输入信号而输出控制电流；和多路复用器，当硬盘驱动器处于读取操作中时，将控制电流耦接到与硬盘驱动器的所选浮动块体上的写入元件相关的加热元件，该加热元件消耗与输入信号成正比的功率，并引起写入元件的极尖和与该写入元件相关的磁介质之间与输入信号成正比的间距减小量。2.根据权利要求1的控制器，其中，输入信号是输入电压。3.根据权利要求1的控制器，其中，输入信号是输入电流。4.根据权利要求3的控制器，其中，加热器电流控制器包括平方根电路，其接收输入电流，并输出与该输入电流的平方根成正比的第一电流，并且，其中，控制电流与第一电流成正比。5.根据权利要求4的控制器，其中，第一电流与输入电流和具有预定幅值的第二电流的乘积的平方根成正比。6.根据权利要求4的控制器，其中，加热器电流控制器还包括耦接到第一电流并输出控制电流的电流通过元件。7.根据权利要求6的控制器，还包括耦接到加热器电流控制器的输出端的低通滤波器，其减小加热器电流控制器的输出中的高频扰动。8.根据权利要求6的控制器，其中，加热器电流控制器还包括电流-电压转换器，其接收第一电流，并产生耦接到电流通过元件的电压，并且其中，从电流通过元件输出的控制电流生成跨加热器元件的与第一电流成正比的电压。9.根据权利要求8的控制器，其中，电流-电压转换器包括电阻器，第一电流流经该电阻器，并生成第一电压；和运算跨导放大器，其接收第一电压，并输出驱动电流通过元件的第三电流。10.根据权利要求9的控制器，其中，电流-电压转换器包括耦接到运算跨导放大器的输出端的低通滤波器，其减小运算跨导放大器的输出中的高频扰动。11.根据权利要求3的控制器，其中，输入信号由数字模拟转换器基于所选择的输入到该数字模拟转换器的数据而生成。12.根据权利要求1的控制器，还包括公共电压电平发生器，连接其输出，以使通过加热元件的控制电流的电流路径完整。13.根据权利要求12的控制器，其中，公共电压电平是与地不同的电势。14.根据权利要求12的控制器，其中，公共电压电平选择为使加热元件的电压净空最大。15.根据权利要求1的控制器，其中，所述控制器是硬盘驱动器的读取/写入电子模块的一部...
【专利技术属性】
技术研发人员：约翰T康特拉斯，克拉斯B克拉森，雅各布斯CL范佩彭，
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]
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