專利名稱：磁盤驅(qū)動器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及磁盤驅(qū)動器。具體地說，本發(fā)明涉及自動磁頭撤回裝置，當(dāng)在運轉(zhuǎn)過程中由于電源故障或類似原因，致使該磁盤驅(qū)動器不能從電源接受功率時，該裝置立即撤回磁頭。
背景技術(shù)：
本發(fā)明基于在日本提出的申請No.2002-377884，該申請的內(nèi)容在此引作參考。
在某些情況，例如當(dāng)由用戶引起故障或者電源故障發(fā)生時，磁盤驅(qū)動器可能意外地變得不能從電源接受功率。當(dāng)這種情況發(fā)生時，應(yīng)當(dāng)立即將磁頭從磁盤上撤回，以避免磁頭接觸磁盤。為撤回該磁頭，需要給執(zhí)行器提供電能，以驅(qū)動該磁頭?？墒牵撾娔懿荒苡呻娫刺峁?。
未經(jīng)審查的日本專利申請公開No.2001-307408公開了提供感應(yīng)電給執(zhí)行器以撤回磁頭的技術(shù)，該感應(yīng)電是在旋轉(zhuǎn)磁盤的馬達中產(chǎn)生的。該磁盤由慣性力作用，在電源供電停止后保持旋轉(zhuǎn)一段時間。這使得該馬達作為發(fā)電機。上述技術(shù)使用了該特性。


圖1示出了未經(jīng)審查的日本專利申請公開No.2001-307408公開的磁盤驅(qū)動器的結(jié)構(gòu)。
主軸馬達51是用來旋轉(zhuǎn)磁盤的三相AC(交流)馬達。SPM驅(qū)動電路向主軸馬達51提供驅(qū)動電源。
音圈馬達76是用來驅(qū)動磁頭的執(zhí)行器。在正常運轉(zhuǎn)階段(即當(dāng)磁盤驅(qū)動器正常地接受電源供電時)，該音圈馬達76由VCM驅(qū)動電路71供電，而在撤回階段(即當(dāng)磁盤驅(qū)動器不能接受電源供電，磁頭需要撤回時)，該音圈馬達76由主軸馬達51供電。開關(guān)電路53控制開關(guān)78和79，在VCM驅(qū)動電路71和主軸馬達51之間進行切換。
整流電路75對主軸馬達51中產(chǎn)生的三相AC感應(yīng)功率進行整流。控制電路77控制整流電路75中包括的開關(guān)。
感應(yīng)功率每一相的電壓具有接近正弦的波形。該三相相差120°電相位角。換句話說，該三相中具有最高電壓的那一相隨時間而變化。為了有效整流，最大值檢測電路72控制開關(guān)65，66和67，使得只有一個對應(yīng)于該感應(yīng)功率最高電壓相位的開關(guān)是接通的。同時，最小值檢測電路73控制開關(guān)68，69和70，使得只有一個對應(yīng)于該感應(yīng)功率最低電壓相位的開關(guān)是接通的。
這樣，該磁盤驅(qū)動器對主軸馬達51中產(chǎn)生的感應(yīng)功率進行整流，并將該整流后的功率提供給音圈馬達76。
近年來，磁盤驅(qū)動器變得越來越小。為了跟上該趨勢，集成上述電路的半導(dǎo)體芯片也需要減小尺寸。在圖1的案例中，在半導(dǎo)體芯片上集成開關(guān)78和79需要兩對功率晶體管，即總共四個功率晶體管。功率晶體管處理大量的電流，因此具有較大的體積。因此希望使用較少的功率晶體管以獲得較小的半導(dǎo)體芯片。鑒于這個因素，本申請的發(fā)明人在開發(fā)過程中考慮了以下結(jié)構(gòu)。
圖2示出了本申請的發(fā)明人考慮的磁盤驅(qū)動器的結(jié)構(gòu)。
在圖中，整流電路75的輸出端58連接到VCM驅(qū)動電路71的電源輸入端，并在輸出端58和電源之間提供開關(guān)57。
在正常運轉(zhuǎn)階段，開關(guān)57接通，而在撤回階段，開關(guān)57斷開。這樣，在正常運轉(zhuǎn)階段和撤回階段，都能有功率供給VCM驅(qū)動電路71。這種結(jié)構(gòu)使得用作電源切換的功率晶體管數(shù)能減少到一個(即開關(guān)57)。
這種磁盤驅(qū)動器滿足了較小半導(dǎo)體芯片的要求?？墒牵?dāng)磁盤驅(qū)動器投入使用時，又出現(xiàn)了以下的新問題。
最大值檢測電路72只在撤回階段控制開關(guān)65，66和67，而在正常運轉(zhuǎn)階段不工作。這是因為，假如在正常運轉(zhuǎn)階段該最大值檢測電路72接通開關(guān)65到67中的任何一個，那么電源的DC電壓就傳到主軸馬達51，從而干擾該主軸馬達51的運轉(zhuǎn)。
在撤回階段，最大值檢測電路72使用主軸馬達51中產(chǎn)生的感應(yīng)電來控制開關(guān)65到67。一般而言，感應(yīng)電的電壓較低。因此，該最大值檢測電路72將感應(yīng)電電壓升高，并使用該升高的電壓來控制開關(guān)65到67，從而使得該開關(guān)65到67中的一個開關(guān)完全導(dǎo)通。
可是，為了對該感應(yīng)電進行升壓，首先需要對最大值檢測電路72中的一個電容充電。這意味著在撤回周期開始時，最大值檢測電路72不能立即獲得足夠的升高電壓來控制開關(guān)65到67。由于現(xiàn)在趨向較小的磁盤驅(qū)動器，因此感應(yīng)電也更小。在這種情況下，很難設(shè)計出在電源故障和類似情況下可以可靠撤回磁頭的磁盤驅(qū)動器。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在提供在較小的磁盤驅(qū)動器中使用低感應(yīng)功率可靠撤回磁頭的技術(shù)。
所述目標(biāo)可以通過一種具有自動磁頭撤回裝置的磁盤驅(qū)動器來實現(xiàn)，該裝置包括判別電路，可用來判別電源電壓是否低于預(yù)定電平；開關(guān)，在用來旋轉(zhuǎn)磁盤的馬達線圈和用來驅(qū)動磁頭的執(zhí)行器電源端之間的連接線中插入該開關(guān)，該開關(guān)的接通和斷開取決于施加在其控制端的電壓；升壓電路，可用來對施加到執(zhí)行器的電壓進行升壓；和開關(guān)控制單元，當(dāng)判別電路判斷電源電壓低于預(yù)定電平時，該開關(guān)控制單元可通過對開關(guān)的控制端施加升高了的電壓來接通開關(guān)，從而將馬達中產(chǎn)生的感應(yīng)功率供給該執(zhí)行器。
根據(jù)該結(jié)構(gòu)，在電源電壓跌到預(yù)定電平以下之前，該升壓電路已經(jīng)將供給該執(zhí)行器的電壓升高。這里，假如該電源電壓等于或高于預(yù)定電平，“供給該執(zhí)行器的電壓”指的是電源電壓，而假如電源電壓低于預(yù)定電平，它指的是感應(yīng)電電壓。
這樣，只要該電源電壓低于預(yù)定電平，該磁盤驅(qū)動器可以立即使用升高了的電壓控制開關(guān)。因此感應(yīng)功率可以有效地供給該執(zhí)行器。這樣，該磁盤驅(qū)動器可以成功地使用低感應(yīng)功率撤回磁頭。
這里，升壓電路可包括包括第一電極和第二電極的電容；時鐘發(fā)生電路，可用來產(chǎn)生以固定間隔在高電平和低電平之間交替的時鐘信號，將該時鐘信號輸出給第一電極；和升壓控制電路，當(dāng)時鐘信號是低電平時，可將供給該執(zhí)行器的電壓施加到第二電極，而當(dāng)時鐘信號是高電平時，可從第二電極輸出電壓。
根據(jù)該結(jié)構(gòu)，該磁盤驅(qū)動器使用升壓電荷泵電路。
假設(shè)時鐘信號的高電平表示施加到執(zhí)行器的電壓，而該時鐘信號的低電平表示地電壓。那么該升壓電路就產(chǎn)生近似兩倍于供給該執(zhí)行器電壓的電壓。在這種情況下，當(dāng)需要大約5V電壓使得開關(guān)完全導(dǎo)通時，除非該感應(yīng)電跌至大約2.5V，否則磁盤驅(qū)動器就可以有效地將感應(yīng)功率供給該執(zhí)行器。這樣，該磁盤驅(qū)動器可以可靠地使用低感應(yīng)功率撤回該磁頭。
這里，該時鐘發(fā)生電路可以是由預(yù)定數(shù)目的級聯(lián)倒相器組成的環(huán)形振蕩器，該預(yù)定數(shù)目是不小于3的奇數(shù)，其中最后一個倒相器的輸出作為時鐘信號輸出，也作為輸入信號輸入到第一個倒相器。
根據(jù)該結(jié)構(gòu)，升壓電路使用環(huán)形振蕩器作為時鐘發(fā)生電路。環(huán)形振蕩器具有非常簡單的電路結(jié)構(gòu)，并且不需要偏置電路，因此即使使用極低的電壓(如低于1V)也可產(chǎn)生時鐘信號。
因此，該升壓電路可以使用低感應(yīng)功率穩(wěn)定工作。
這里，該開關(guān)可以是MOS晶體管，其源極連接到馬達的線圈，漏極連接到執(zhí)行器的電源端，其中開關(guān)控制單元(a)當(dāng)判別電路判斷電源電壓低于預(yù)定電平時，將升高了的電壓施加到該MOS晶體管的柵極，以使得源極和漏極之間導(dǎo)通，而(b)當(dāng)判別電路判斷電源電壓等于或高于預(yù)定電平時，則停止將升高了的電壓施加到MOS晶體管的柵極，以防止該源極和該漏極之間導(dǎo)通。
根據(jù)該結(jié)構(gòu)，該開關(guān)可以集成在較小尺寸的半導(dǎo)體芯片上，并且可以實現(xiàn)較低的功耗。
所述目標(biāo)也可以通過一種具有自動磁頭撤回裝置的磁盤驅(qū)動器來實現(xiàn)，該裝置包括判別電路，可用來判別電源電壓是否低于預(yù)定電平；開關(guān)，在用來旋轉(zhuǎn)磁盤的馬達線圈和用來驅(qū)動磁頭的執(zhí)行器電源端之間的連接線中插入該開關(guān)；和開關(guān)控制單元，當(dāng)判別電路判斷電源電壓低于預(yù)定電平時，該開關(guān)控制單元可以(a)假如該開關(guān)的馬達側(cè)電壓高于該開關(guān)的執(zhí)行器側(cè)電壓，則接通開關(guān)，從而將馬達中產(chǎn)生的感應(yīng)電供給該執(zhí)行器，而(b)假如該開關(guān)的馬達側(cè)電壓不高于該開關(guān)的執(zhí)行器側(cè)電壓，則斷開開關(guān)。
根據(jù)該結(jié)構(gòu)，在撤回階段假如馬達側(cè)電壓高于執(zhí)行器側(cè)電壓，則該磁盤驅(qū)動器將感應(yīng)電供給執(zhí)行器以撤回磁頭。假如該馬達側(cè)電壓不高于執(zhí)行器側(cè)電壓，則該磁盤驅(qū)動器斷開開關(guān)，以防止該執(zhí)行器側(cè)電壓流向馬達，并干擾馬達的旋轉(zhuǎn)。
因此，即使電源電壓由于振動暫時恢復(fù)，該電源電壓也不會傳到馬達，從而加速馬達旋轉(zhuǎn)的停止。一旦振動平息且電源電壓回到0，該磁盤驅(qū)動器繼續(xù)將該感應(yīng)電供給執(zhí)行器，以便繼續(xù)撤回磁頭。
這里，該電源可以是直流電源，其中該馬達是三相交流馬達，多個開關(guān)各自插入該三相交流馬達和執(zhí)行器之間對應(yīng)于不同相位的連接線中，而該開關(guān)控制單元(a)假如該多個開關(guān)中任一個開關(guān)的馬達側(cè)電壓高于執(zhí)行器側(cè)電壓，則接通該開關(guān)以整流該三相交流馬達中產(chǎn)生的三相交流感應(yīng)功率，并將整流后的電供給執(zhí)行器，而(b)假如該多個開關(guān)中所有開關(guān)的馬達側(cè)電壓都不高于執(zhí)行器側(cè)電壓，則斷開該多個開關(guān)。
根據(jù)該結(jié)構(gòu)，該磁盤驅(qū)動器選擇性地關(guān)閉該多個開關(guān)，以整流該三相AC感應(yīng)電，并將該整流后的電供給執(zhí)行器。
這里，該開關(guān)控制單元可以包括確定(specification)電路，可檢測該多個開關(guān)中每一個開關(guān)的馬達側(cè)電壓和執(zhí)行器側(cè)電壓，并在檢測到的該多個開關(guān)的電壓中確定一個最高電壓；和控制電路，可以(a)假如該最高電壓是該多個開關(guān)中任一個的馬達側(cè)電壓，則接通該開關(guān)，而(b)假如該最高電壓是該多個開關(guān)中任一個的執(zhí)行器側(cè)電壓，則打開該多個開關(guān)。
由于該馬達的感應(yīng)功率是三相AC功率，因此最高電壓相周期性變化。根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，只有對應(yīng)于最高電壓相的開關(guān)是接通的。這樣，該磁盤驅(qū)動器有效地整流該感應(yīng)功率。當(dāng)電源電壓由于振動暫時恢復(fù)時，該執(zhí)行器側(cè)電壓增加。一旦檢測到該種情況，該磁盤驅(qū)動器斷開所有開關(guān)。
這里，該開關(guān)控制單元可包括比較電路，可用來比較該多個開關(guān)中每一個的馬達側(cè)電壓和執(zhí)行器側(cè)電壓；和控制電路，假如比較電路判斷馬達側(cè)電壓高于執(zhí)行器側(cè)電壓，則可接通該開關(guān)，而假如比較電路判斷馬達側(cè)電壓不高于執(zhí)行器側(cè)電壓，則可打開該開關(guān)。
由于該馬達的感應(yīng)電是三相AC電，因此最高電壓相周期性變化。根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，只有馬達側(cè)電壓高于執(zhí)行器側(cè)電壓的開關(guān)是接通的。這樣，該磁盤驅(qū)動器有效地整流該感應(yīng)電。當(dāng)電源電壓由于振動暫時恢復(fù)時，在所有開關(guān)中馬達側(cè)電壓都變得不高于執(zhí)行器側(cè)電壓。因此該磁盤驅(qū)動器斷開所有開關(guān)。
這里，該磁盤驅(qū)動器可以進一步包括升壓電路，可將供給執(zhí)行器的電壓升高，其中該開關(guān)是MOS晶體管，其源極連接到馬達的線圈，漏極連接到該執(zhí)行器的電源端，且和開關(guān)控制單元(a)假如該MOS晶體管源極電壓高于漏極電壓，則將該升高了的電壓施加到該MOS晶體管的柵極，以使得該源極和該漏極之間導(dǎo)通，而(b)假如該MOS晶體管源極電壓不高于漏極電壓，則停止將該升高了的電壓施加到該MOS晶體管的柵極，以防止該源極和該漏極之間導(dǎo)通。
根據(jù)該結(jié)構(gòu)，該開關(guān)可以集成到較小尺寸的半導(dǎo)體芯片上，并可實現(xiàn)較低的功耗。
這里，當(dāng)判別電路判斷該電源電壓等于或高于預(yù)定電平時，該開關(guān)控制單元可以接通該開關(guān)，并將電源功率供給馬達，使得馬達旋轉(zhuǎn)該磁盤。
根據(jù)該結(jié)構(gòu)，假如電源電壓等于或高于預(yù)定電平，該磁盤驅(qū)動器將電源功率經(jīng)由開關(guān)供給馬達。這就是說，在正常運轉(zhuǎn)階段，該開關(guān)具有將電源電供給馬達的功能，而在撤回階段，該開關(guān)具有將馬達的感應(yīng)功率供給執(zhí)行器的功能。
通過這樣使用該開關(guān)，可以減小整個電路的尺寸。
這里，該電源可以是直流電源，其中該馬達是三相交流馬達，多個開關(guān)各自插入該三相交流電極馬達和該執(zhí)行器之間對應(yīng)于不同相位的連接線中，而該開關(guān)控制單元選擇性地接通該多個開關(guān)，將直流電源電轉(zhuǎn)換成三相交流電，并將該三相交流電供給三相交流馬達。
根據(jù)該結(jié)構(gòu)，該磁盤驅(qū)動器選擇性地接通該多個開關(guān)，將DC電源功率轉(zhuǎn)換成三相AC功率，并將該三相AC功率供給馬達。
附圖簡述在以下對本發(fā)明的特殊實施例的描述和附圖中，本發(fā)明的這些和其它目的，優(yōu)點和特征將變得顯而易見。
圖1示出了在未經(jīng)審查的日本專利申請公開No.2001-307408中公開的一種磁盤驅(qū)動器的結(jié)構(gòu)；圖2示出了本發(fā)明的發(fā)明人考慮過的一種磁盤驅(qū)動器的結(jié)構(gòu)；圖3示出了本發(fā)明的第一個實施例涉及的一種磁盤驅(qū)動器的結(jié)構(gòu)；圖4示出了圖3中示出的最大值檢測電路的結(jié)構(gòu)；圖5示出了圖4中示出的升壓電路的結(jié)構(gòu)；圖6示出了圖3中示出的磁盤驅(qū)動器中的接線端電壓；圖7示出了本發(fā)明的第二個實施例涉及的最大值檢測電路的結(jié)構(gòu)；圖8示出了在第二個實施例的磁盤驅(qū)動器中接線端的電壓；圖9示出了本發(fā)明的第三個實施例涉及的最大值檢測電路的結(jié)構(gòu)；圖10示出了本發(fā)明的第四個實施例涉及的磁盤驅(qū)動器的結(jié)構(gòu)；圖11示出了對圖5中示出的升壓電路的一種修改；
圖12示出了對圖5中示出的升壓電路的另一種修改。
具體實施例方式
第一實施例在本發(fā)明的第一個實施例中，從正常運轉(zhuǎn)階段起，最大值檢測電路中的升壓電路起作用，預(yù)先將電容器充滿電。這樣，當(dāng)電源停止供電時，該升壓電路立即將升高了的電壓施加到整流電路的開關(guān)上。因此，磁頭可以立即被撤回。
(磁盤驅(qū)動器的總體結(jié)構(gòu))圖3示出了第一個實施例涉及的磁盤驅(qū)動器的結(jié)構(gòu)。
該磁盤驅(qū)動器包括主軸馬達1，SPM驅(qū)動電路2，音圈馬達26，VCM驅(qū)動電路21，判別電路3，開關(guān)7，整流電路25，和控制電路27。在正常運轉(zhuǎn)階段，該磁盤驅(qū)動器由DC(直流)電源供電。
主軸馬達1是用來旋轉(zhuǎn)磁盤的三相AC馬達。該主軸馬達1具有三個馬達線圈1a，1b和1c。該主軸馬達1的接線端4，5和6分別是U相，V相和W相接線端。
SPM驅(qū)動電路2驅(qū)動主軸馬達1。在正常運轉(zhuǎn)階段，該SPM驅(qū)動電路2將直流電源的直流功率轉(zhuǎn)換成三相AC電，并將該三相AC電供給該主軸馬達1。
音圈馬達26是用來定位磁頭的執(zhí)行器。該音圈馬達26由施加在其電源端的功率驅(qū)動。
VCM驅(qū)動電路21驅(qū)動該音圈馬達26。
判別電路3監(jiān)控電源電壓VCC。假如VCC低于預(yù)定電平，則該判別電路3判斷該磁頭應(yīng)被撤回，并將此通知SPM驅(qū)動電路2，開關(guān)7和控制電路27。例如，使用信號電壓來實現(xiàn)該通知，該信號電壓在正常運轉(zhuǎn)階段是高電平，而在撤回階段是低電平。該判別電路3包括保持電路。一旦該信號電壓變低，即使電源電壓恢復(fù)，該保持電路也保持該信號電壓為低，除非該磁頭被完全撤回。
如果判別電路3的信號電壓為高，則開關(guān)7接通，如果信號電壓為低，則開關(guān)7斷開。該開關(guān)7是雙擴散MOS晶體管，而二極管7a是配備給雙擴散MOS晶體管的體二極管。
在撤回階段，整流電路25對主軸馬達1中產(chǎn)生的三相AC感應(yīng)電進行整流，并將該整流后的電供給VCM驅(qū)動電路21。該整流電路25包含開關(guān)15到20。該開關(guān)15到20中的各自都是配備體二極管的雙擴散MOS晶體管。
開關(guān)15到17的一端連接到輸出端8，另一端分別連接到接線端4到6。該開關(guān)15到17由控制電路27中的最大值檢測電路22控制。
開關(guān)18到20一端連接到接地端24，另一端分別連接到接線端4到6。該開關(guān)18到20由控制電路27中的最小值檢測電路23控制。
該控制電路27控制整流電路25中的開關(guān)15到20。在正常運轉(zhuǎn)階段，該控制電路27斷開所有開關(guān)15到20。在撤回階段，該控制電路27選擇性地接通開關(guān)15到20，以整流主軸馬達1的感應(yīng)電。這里，控制電路27參考判別電路3的信號電壓，以決定是正常運轉(zhuǎn)階段還是撤回階段。該控制電路27包括最大值檢測電路22和最小值檢測電路23，以便在撤回階段控制該整流電路25有效地整流感應(yīng)電。
該最大值檢測電路22監(jiān)控U相，V相和W相電壓，并接通開關(guān)15到17中對應(yīng)于最高電壓相的那一個開關(guān)。該最小值檢測電路23監(jiān)控U相，V相和W相電壓，并接通開關(guān)18到20中對應(yīng)于最低電壓相的那一個開關(guān)。
結(jié)果，該VCM驅(qū)動電路21在正常運轉(zhuǎn)階段接受電源供電，而在撤回階段接受來自主軸馬達1的感應(yīng)電。
以下詳細描述了最大值檢測電路22，該最大值檢測電路22是本發(fā)明的主要特征。
(最大值檢測電路22)圖4示出了最大值檢測電路22的結(jié)構(gòu)。
該最大值檢測電路22包括升壓電路28，開關(guān)29，恒流發(fā)生器I1，電阻器R1到R3，和晶體管Q1到Q6。
該升壓電路28對接線端8的電壓V8進行升壓。電壓V8等于施加到VCM驅(qū)動電路上21的電壓。這就是說，電壓V8在正常運轉(zhuǎn)階段近似等于電源電壓VCC，而在撤回階段近似等于通過整流主軸馬達1的感應(yīng)電而產(chǎn)生的電壓。
在撤回階段，為了有效使用感應(yīng)電，非常重要的一點就是使得開關(guān)15到17中的一個完全導(dǎo)通。為了得到這樣的結(jié)果，在該開關(guān)的柵極需要施加大約5V的電壓。該感應(yīng)電的電壓最多只有2V到3V。因此，該最大值檢測電路22通過升壓電路28將感應(yīng)電電壓升高，并將升高了的電壓施加到開關(guān)上，使得該開關(guān)完全導(dǎo)通。
該恒流發(fā)生器I1產(chǎn)生恒定電流。
根據(jù)來自判別電路3的信號電壓，開關(guān)29在正常運轉(zhuǎn)階段斷開，而在撤回階段接通。當(dāng)開關(guān)29接通時，恒定電流流過晶體管Q4到Q6，結(jié)果最大值檢測電路22開始工作。這里，假如該恒流發(fā)生器I1具有開關(guān)功能，則可以使用該恒流發(fā)生器I1的開關(guān)功能代替開關(guān)29，來啟動最大值檢測電路22工作。在這種情況下，開關(guān)29可以省略。
電阻器R1到R3具有大致相等的阻值。
晶體管Q1到Q3是具有大致相等電特性的MOS晶體管。該晶體管Q1到Q3的源極連接到該升壓電路28，漏極連接到開關(guān)15到17的柵極。電阻器R1到R3分別位于該晶體管Q1到Q3的柵極和源極之間。
晶體管Q4到Q6是具有大致相等的電特性的雙極晶體管。
該晶體管Q4到Q6的集電極分別連接到晶體管Q1到Q3的柵極，發(fā)射極連接到開關(guān)29，基極分別連接到接線端4到6。
以下說明該最大值檢測電路22在正常運轉(zhuǎn)階段和撤回階段的工作情況。
在正常運轉(zhuǎn)階段，接線端8的電壓V8大約等于電源電壓VCC。升壓電路28將電壓V8升高，并將升高了的電壓施加到晶體管Q1到Q3的源極。
在正常運轉(zhuǎn)階段，來自判別電路3的信號電壓為高，因此開關(guān)29斷開。因此晶體管Q4到Q6的集電極電流都為0。
因為晶體管Q4到Q6的集電極電流都為0，所以晶體管Q1到Q3的柵極電壓分別等于晶體管Q1到Q3的源極電壓。因此晶體管Q1到Q3都斷開。
結(jié)果，開關(guān)15到17的柵極都為低，開關(guān)15到17都斷開。
另一方面，在撤回階段，電壓V8與通過使用開關(guān)15到17來整流主軸馬達1的感應(yīng)電而獲得的電壓相等。升壓電路28對電壓V8進行升壓，并將該升高了的電壓施加到晶體管Q1到Q3的源極。
在撤回階段，來自判別電路3的信號電壓為低，因此開關(guān)29接通。這驅(qū)動了晶體管Q4到Q6。在晶體管Q4到Q6中，只有具有最高基極電壓的晶體管被接通。
主軸馬達1的感應(yīng)電是三相AC電。因此，該三相的電壓波形相差120度電相位角。換句話說，最高電壓相周期性變化。例如，在一個時間段內(nèi)接線端4的電壓V4最高，但是在下一個時間段內(nèi)接線端5的電壓V5最高。據(jù)此，晶體管Q4到Q6依次接通。
例如，當(dāng)電壓V4在電壓V4到V6中最高時，晶體管Q4接通而晶體管Q5和Q6斷開。在這種情況下，該晶體管Q4的集電極電流流過電阻器R1，結(jié)果在電阻器R1的兩端產(chǎn)生了電位差。這使得晶體管Q1接通。結(jié)果，升壓電路28的輸出電壓V40被加到開關(guān)15的柵極上，因此開關(guān)15接通。同時，由于晶體管Q5和Q6斷開，因此開關(guān)16和17斷開。
類似的，當(dāng)電壓V5在電壓V4到V6中最高時，開關(guān)16接通，而開關(guān)15和17斷開。當(dāng)電壓V6在電壓V4到V6中最高時，開關(guān)17接通，而開關(guān)15和16斷開。
這樣，該最大值檢測電路22接通開關(guān)15到17中對應(yīng)最高電壓相的一個開關(guān)。
下面說明該升壓電路28的詳細結(jié)構(gòu)。
圖5示出了該升壓電路28的結(jié)構(gòu)。
在圖中，時鐘發(fā)生電路281產(chǎn)生并輸出時鐘信號，該時鐘信號周期性地在高電平(V8)和低電平(地電壓)之間交替變化。例如，使用環(huán)形振蕩器作為時鐘發(fā)生電路281。
該環(huán)形振蕩器具有奇數(shù)個(三個或更多)級聯(lián)倒相器。最后一個倒相器的輸出電壓作為時鐘信號輸出，也作為輸入電壓輸入到第一個倒相器。
倒相器INV1倒轉(zhuǎn)該時鐘信號的相位。
當(dāng)?shù)瓜嗥鱅NV1的輸出電壓為低時，電容器C1由來自接線端8的電源通過二極管D1進行充電。這里，該電容器C1的充電電壓受該二極管D1的正向電壓影響。當(dāng)該二極管D1的正向電壓為VD1(大約0.7V)時，該電容器C1的充電電壓為V8-VD1。
另一方面，當(dāng)該倒相器INV1的輸出為高時，該電容器C1通過二極管D2放電到電容器C2上。結(jié)果，電壓V8和電容器C1的充電電壓之和加到電容器C2上。這里電容器C2的充電電壓受到二極管D2的正向電壓的削減。
這樣，只要電壓V8足夠高以至可以忽略二極管D1和D2的正向電壓，并且根據(jù)負載(即最大值檢測電路22中的每一個元件)的功耗設(shè)定電容器C1和C2合適的電容量，該升壓電路就可輸出兩倍于電壓V8的電壓。
(磁盤驅(qū)動器的總體工作)下面說明具有以上結(jié)構(gòu)的磁盤驅(qū)動器的總體工作。
圖6示出了磁盤驅(qū)動器中接線端的電壓。
在圖中，垂直軸代表電壓，水平軸代表時間。VCC表示電源電壓，V4到V6分別表示接線端4到6的電壓，V8表示接線端8的電壓。V7on表示由開關(guān)7的導(dǎo)通阻抗引起的電壓降(大約0.3V)。Von表示由開關(guān)15到20中每一個的導(dǎo)通阻抗引起的電壓降(大約0.3V)。
圖6說明了一個例子，在該例子中磁盤驅(qū)動器在t1突然變得不能接受電源供電。即電源電壓VCC在t0時為正常電平，但是在t1時跌落至0。
在該種情況下，磁盤驅(qū)動器以以下方式工作。
在t0到t1正常運轉(zhuǎn)階段，開關(guān)7接通。這樣，電源電就通過開關(guān)7供給VCM驅(qū)動電路21。在這段時間內(nèi)，電壓V8為VCC-V7on。電壓V8等于供給VCM驅(qū)動電路21的電壓。
在t1，電源電壓VCC降到0。該判別電路3判斷出需要撤回磁頭，并將此通知SPM驅(qū)動電路2，開關(guān)7和控制電路27。相應(yīng)地，開關(guān)7斷開。SPM驅(qū)動電路2也和主軸馬達1及電源斷開。這樣，經(jīng)由開關(guān)7或SPM驅(qū)動電路2，阻止主軸馬達1的感應(yīng)電傳到電源。
一旦接收到判別電路3的通知，控制電路27中的最大值檢測電路22和最小值檢測電路23開始控制開關(guān)15到20，以整流主軸馬達1的感應(yīng)電。這里，最大值檢測電路22中的升壓電路28從t1前開始工作，因此最大值檢測電路22可以立即開始控制開關(guān)15到17。
由于主軸馬達1的感應(yīng)電是三相AC電，因此最高電壓相周期性變化。在圖6中，從t1到t2電壓V4最高，從t2到t3電壓V5最高，從t3到t4電壓V6最高。
最大值檢測電路22檢測U相，V相和W相電壓V4到V6，并接通開關(guān)15到17中對應(yīng)于最高電壓相的一個開關(guān)。結(jié)果，該開關(guān)15到17按以下次序接通。
t1到t2開關(guān)15t2到t3開關(guān)16t3到t4開關(guān)17該感應(yīng)電通過接通的開關(guān)供給VCM驅(qū)動電路21。結(jié)果，電壓V8如下變化。
t1到t2V4-Vont2到t3V5-Vont3到t4V6-Von因此，通過只接通對應(yīng)于最高電壓相的一個開關(guān)，該磁盤驅(qū)動器有效地整流該感應(yīng)電。
如上所述，在正常運轉(zhuǎn)階段和撤回階段，該升壓電路28都對電壓V8進行升壓。這使得撤回階段一開始，該升壓電路28就能夠?qū)⑸吡说碾妷篤40施加到開關(guān)15到17中的一個。因此在撤回階段，該磁盤驅(qū)動器可以立即開始撤回磁頭。
該最大值檢測電路22在正常運轉(zhuǎn)階段斷開所有開關(guān)15到17，而在撤回階段選擇性地接通開關(guān)15到17。這樣，在正常運轉(zhuǎn)階段該最大值檢測電路22阻止DC電源到達主軸馬達1，而在撤回階段該最大值檢測電路22整流該感應(yīng)電。
此外，在升壓電路28中使用環(huán)形振蕩器作為時鐘發(fā)生電路281具有以下優(yōu)點。
在撤回階段，唯一可得的電源是主軸馬達1的感應(yīng)電。換句話說，只給該升壓電路28提供低電壓。這意味著該時鐘發(fā)生電路281應(yīng)該能夠穩(wěn)定地利用低電壓產(chǎn)生時鐘信號。環(huán)形振蕩器具有非常簡單的電路結(jié)構(gòu)，并且不需要偏置電路，因此能夠穩(wěn)定地利用極低電壓(如低于1V)產(chǎn)生時鐘信號。因此，使用環(huán)形振蕩器作為時鐘發(fā)生電路281是令人滿意的。
第二實施例第一實施例的磁盤驅(qū)動器是在假設(shè)撤回階段中電源電壓VCC恒為0的情況下設(shè)計出的?？墒?，還有些情況下在撤回階段中電源電壓VCC不恒為0。例如，當(dāng)磁盤驅(qū)動器或用來向該磁盤驅(qū)動器供電的電源系統(tǒng)中包括機械開關(guān)時，可能發(fā)生振動。振動指的是在開關(guān)剛斷開或剛接通之后，開關(guān)在短時期內(nèi)重復(fù)變化其狀態(tài)的現(xiàn)象。如果振動發(fā)生，那么在撤回階段電源電壓VCC間歇性恢復(fù)。這使得來自電源的電經(jīng)由開關(guān)7的體二極管7a到達接線端8。
同時，一旦撤回階段開始，最大值檢測電路22開始工作。相應(yīng)地，開關(guān)15到17中的一個接通。在這種情況下，假如電源電壓VCC臨時恢復(fù)，由于電源電壓高于感應(yīng)電電壓，接通的開關(guān)仍然接通。這種現(xiàn)象被稱為閉鎖。例如，假如開關(guān)15接通，電壓V4升高到電壓V8，因此變成在電壓V4到V6中恒為最高。結(jié)果，開關(guān)15保持接通。
假如閉鎖發(fā)生，則DC功率通過保持接通的開關(guān)到達主軸馬達1。這干擾了主軸1的旋轉(zhuǎn)并加速旋轉(zhuǎn)的停止。結(jié)果，該磁盤驅(qū)動器變得不能有效利用感應(yīng)電，這可能會造成供給VCM驅(qū)動電路21的電源短缺，并導(dǎo)致不能完成磁頭撤回。
考慮到這種情況，設(shè)計出第二實施例的磁盤驅(qū)動器，在撤回階段假如振動發(fā)生，則該磁盤驅(qū)動器斷開所有開關(guān)15到17。這樣就阻止該DC功率到達主軸馬達1，使得完成磁頭撤回成為可能。
(磁盤驅(qū)動器的總體結(jié)構(gòu))第二實施例的磁盤驅(qū)動器和第一實施例的磁盤驅(qū)動器的區(qū)別僅在于最大值檢測電路。因此，下面的說明著重于最大值檢測電路，而省略了其它部分。
(最大值檢測電路)圖7示出了最大值檢測電路30的結(jié)構(gòu)。
該最大值檢測電路30與第一實施例的最大值檢測電路22的區(qū)別在于新包括了一晶體管Q7。
該晶體管Q7是與晶體管Q4到Q6具有大致相等的電特性的雙極晶體管。該晶體管Q7的集電極連接到接線端8，發(fā)射極連接到開關(guān)29。
以下說明了在正常運轉(zhuǎn)階段和撤回階段該最大值檢測電路30的工作情況。
在正常運轉(zhuǎn)階段，開關(guān)29斷開。因此，和第一實施例中一樣，開關(guān)15到17全都斷開。
在撤回階段，開關(guān)29接通，這就驅(qū)動了晶體管Q4到Q7。在晶體管Q4到Q7中，只有具有最高基極電壓的晶體管被接通。
在撤回階段，電壓V8最初為0。因此，晶體管Q4到Q6周期性依次接通，以便對主軸馬達1的感應(yīng)電進行整流。在此期間，電壓V8等于整流電壓。例如，當(dāng)開關(guān)15接通，V8＝V4-Von。當(dāng)開關(guān)16接通，V8＝V5-Von。當(dāng)開關(guān)17接通，V8＝V6-Von。這樣，無論哪一個開關(guān)接通，電壓V8決不會超過V4到V6的所有電壓，因此晶體管Q7仍然斷開。
可是，假如振動發(fā)生，電源電壓VCC臨時恢復(fù)，這將引起電壓V8升高。假如電壓V8超過電壓V4到V6，那么晶體管Q7接通，而晶體管Q4到Q6斷開。結(jié)果，開關(guān)15到17都斷開。這樣，假如電源電壓VCC恢復(fù)，該磁盤驅(qū)動器就斷開開關(guān)15到17的所有開關(guān)，從而阻止DC電到達主軸馬達1。
一旦振動平息，電壓V8跌落到電壓V4到V6的任何電壓之下，該磁盤驅(qū)動器繼續(xù)對主軸馬達1的感應(yīng)電進行整流，并將整流后的電供給VCM驅(qū)動電路21。
(磁盤驅(qū)動器的總體工作)下面說明具有以上結(jié)構(gòu)的磁盤驅(qū)動器的總體工作情況。
圖8示出了該磁盤驅(qū)動器的接線端的電壓。
在圖中，V7off表示由體二極管7a引起的電壓降(大約0.7V)。
圖8使用了一個例子，在撤回階段中由于tc到td期間發(fā)生振動，引起電源電壓VCC恢復(fù)。因此，在tc到td的振動期間，電源電壓VCC為正常電壓。
這樣，該磁盤驅(qū)動器按以下方式工作。
到tc為止，該磁盤驅(qū)動器以和第一實施例同樣的方式工作。在此期間，電壓V8決不會超過所有電壓V4到V6，因此晶體管Q7斷開。
從tc到td，電源電壓VCC回到正常電壓。由于開關(guān)7斷開，因此電源功率經(jīng)過開關(guān)7的體二極管7a到達接線端8。因此，V8＝VCC-V7off。假如電壓V8超過電壓V4到V6，則晶體管Q7接通，而晶體管Q4到Q6斷開。因此開關(guān)15到17全都斷開。這就阻止了DC電到達主軸馬達1，使得在振動階段主軸馬達1的旋轉(zhuǎn)速度能夠下降最少。
在td之后，電源電壓再次下降到0。因此該磁盤驅(qū)動器繼續(xù)對主軸馬達1的感應(yīng)電進行整流，并將整流后的電供給VCM驅(qū)動電路21。
如上所述，假如在撤回階段發(fā)生振動，則該最大值檢測電路30斷開所有開關(guān)15到17。這能夠阻止DC電到達主軸馬達1，并能阻止該主軸馬達1的旋轉(zhuǎn)速度下降。
第三實施例第三實施例的磁盤驅(qū)動器在最大值檢測電路中使用了比較器。
(磁盤驅(qū)動器的總體結(jié)構(gòu))第三實施例的磁盤驅(qū)動器和第二實施例中的磁盤驅(qū)動器的區(qū)別僅在于最大值檢測電路。因此，下面的說明著重于最大值檢測電路，而省略了其它部分。
(最大值檢測電路)圖9示出了最大值檢測電路31的結(jié)構(gòu)。
該最大值檢測電路31包括升壓電路28，開關(guān)29和比較器32，33和34。
在正常運轉(zhuǎn)階段和撤回階段，該升壓電路28都對電壓V8進行升壓，并輸出結(jié)果。
根據(jù)來自判別電路3的信號電壓，開關(guān)29在正常運轉(zhuǎn)階段斷開，而在撤回階段接通。
比較器32到34的每一個都比較正端電壓和負端電壓。假如正端電壓高于負端電壓，則輸出電源端電壓。另一方面，假如正端電壓不高于負端電壓，則輸出接地端電壓。比較器32到34的每一個電源端都連接到開關(guān)29，而該比較器32到34的每一個接地端都接地。當(dāng)開關(guān)29接通時，電源端電壓是電壓V40(高)，該電壓V40是由升壓電路28將電壓V8升高而獲得的。接地端電壓是地電壓(低)。
下面說明在正常運轉(zhuǎn)階段和撤回階段該最大值檢測電路31的工作情況。
在正常運轉(zhuǎn)階段，電壓V8大致等于電源電壓VCC。該升壓電路28對電壓V8進行升壓，并將升高了的電壓供給開關(guān)29。
在正常運轉(zhuǎn)階段，來自判別電路3的信號電壓為高，因此開關(guān)29斷開。因此比較器32到34沒有被驅(qū)動。
結(jié)果，開關(guān)15到17的柵極電壓都為低，因此開關(guān)15到17都斷開。
在撤回階段，開關(guān)29接通，從而驅(qū)動比較器32到34。
比較器32比較電壓V4和V8。假如電壓V4高于電壓V8，則該比較器32輸出高電平。假如電壓V4不高于電壓V8，則該比較器32輸出低電平。這就是說，假如電壓V4高于電壓V8，則開關(guān)15接通，而假如電壓V4不高于電壓V8，則開關(guān)15斷開。
比較器33比較電壓V5和V8。假如電壓V5高于電壓V8，則該比較器33輸出高電平。假如電壓V5不高于電壓V8，則該比較器33輸出低電平。這就是說，假如電壓V5高于電壓V8，則開關(guān)16接通，而假如電壓V5不高于電壓V8，則開關(guān)16斷開。
比較器34比較電壓V6和V8。假如電壓V6高于電壓V8，則該比較器34輸出高電平。假如電壓V6不高于電壓V8，則該比較器34輸出低電平。這就是說，假如電壓V6高于電壓V8，則開關(guān)17接通，而假如電壓V6不高于電壓V8，則開關(guān)17斷開。
由于該感應(yīng)電是三相AC電，因此該三相的電壓波形相差120°電相位角。因此，最高電壓相周期性變化。例如，在一個時間段內(nèi)電壓V4最高，但是在下一個時間段內(nèi)電壓V5最高。據(jù)此，比較器32到34周期性依次輸出高電平。
例如，假如電壓V4是電壓V4到V6中最高的，則比較器32輸出高電平，因此開關(guān)15接通。在此期間，電壓V4和電壓V8(＝V4-Von)分別為比較器32的正端輸入和負端輸入。
在正弦波形中，電壓V4隨時間逐漸下降。同時，電壓V5逐漸上升。當(dāng)電壓V5超過電壓V8(＝V4-Von)時，比較器33輸出高電平，因此開關(guān)16接通。在該點上，比較器32仍輸出高電平，因此開關(guān)15保持接通。
緊接著，電壓V4進一步下降而電壓V5進一步上升，結(jié)果電壓V4跌到電壓V8(＝V5-Von)之下。因此，比較器32輸出低電平，所以開關(guān)15斷開。在該點上，電壓V5高于電壓V8。因此，比較器33輸出高電平，開關(guān)16接通。
這樣，比較器32到34周期性依次輸出高電平，從而依次接通開關(guān)15到17。這樣可以有效地整流感應(yīng)電。
假如發(fā)生振動，電源電壓VCC臨時恢復(fù)，并且電壓V8升高。當(dāng)電壓V8超過電壓V4到V6時，比較器32到34都輸出低電平，結(jié)果開關(guān)15到17都斷開。通過這樣斷開所有開關(guān)15到17，該磁盤驅(qū)動器可以阻止DC電到達主軸馬達1。
一旦振動平息，電壓V8跌落到電壓V4到V6的任一個以下，則該磁盤驅(qū)動器繼續(xù)對主軸馬達1的感應(yīng)電進行整流，并將整流后的電供給VCM驅(qū)動電路21。
第四實施例在第四實施例中，SPM驅(qū)動電路包括DC/AC轉(zhuǎn)換器，在正常運轉(zhuǎn)階段，該SPM驅(qū)動電路將來自電源的直流電轉(zhuǎn)換成三相AC電，并將該三相AC電供給主軸馬達1。同時，整流電路25是AC/DC轉(zhuǎn)換器。盡管轉(zhuǎn)換的方向是相反的，但是該SPM電路2和整流電路25的共同之處在于它們都是在三相AC電和DC電之間進行轉(zhuǎn)換。另外，該SPM驅(qū)動電路2僅在正常運轉(zhuǎn)階段工作，而整流電路25僅在撤回階段工作。因此，該第四實施例將SPM驅(qū)動電路2和整流電路25在結(jié)構(gòu)上的共同之處用一個電路來實現(xiàn)，從而減小了半導(dǎo)體芯片的尺寸。
(磁盤驅(qū)動器的總體結(jié)構(gòu))第四實施例的磁盤驅(qū)動器和第二實施例的磁盤驅(qū)動器的區(qū)別在于SPM驅(qū)動電路和整流電路。因此，以下的解釋著重于SPM驅(qū)動電路和整流電路，而省略了其它部分。
圖10示出了該磁盤驅(qū)動器的結(jié)構(gòu)。
轉(zhuǎn)換電路35具有以下功能。在正常運轉(zhuǎn)階段，該轉(zhuǎn)換電路35將電源的DC電轉(zhuǎn)換成三相AC電，并將該三相AC電供給主軸馬達1。在撤回階段，該轉(zhuǎn)換電路35將主軸馬達1的三相AC感應(yīng)電轉(zhuǎn)換成DC電，并將該DC電供給VCM驅(qū)動電路21。開關(guān)15到20的接通關(guān)系和第二實施例中相同。
控制電路36包括最大值檢測電路22，最小值檢測電路23，和SPM控制電路37。
在正常運轉(zhuǎn)階段，SPM控制電路37選擇性地施加高電平和低電平到每個開關(guān)15到20，從而控制轉(zhuǎn)換電路35將電源電從DC轉(zhuǎn)換成三相AC。在撤回階段，該SPM控制電路37不輸出信號到開關(guān)15到20。
(磁盤驅(qū)動器的總體工作)下面說明了具有以上結(jié)構(gòu)的磁盤驅(qū)動器的總體工作情況。
在正常運轉(zhuǎn)階段，開關(guān)7接通。因此，來自電源的DC電通過開關(guān)7供給VCM驅(qū)動電路，并通過接線端8供給轉(zhuǎn)換電路35。在SPM控制電路37的控制下，該轉(zhuǎn)換電路35將DC電轉(zhuǎn)換成三相AC電，以驅(qū)動主軸馬達1。
在撤回階段，該轉(zhuǎn)換電路35對主軸馬達1的感應(yīng)電進行整流，并將整流后的電供給VCM驅(qū)動電路，與第二實施例的整流電路25一樣。
在撤回階段假如發(fā)生振動，則進行和第二實施例中同樣的工作。
如上所述目，將SPM驅(qū)動電路2和整流電路25在結(jié)構(gòu)上的共同之處用一個電路來實現(xiàn)，可以減小半導(dǎo)體芯片的尺寸。
修改本發(fā)明的磁盤驅(qū)動器經(jīng)由上述實施例進行了說明，但是很明顯本發(fā)明并不限于上述實施例。下面給出了修改舉例。
(1)該第一到第四實施例描述了主軸馬達為三相AC馬達的案例，但是這不是本發(fā)明所限制的，本發(fā)明同樣可以用單向AC馬達來實現(xiàn)。
(2)該第一到第四實施例描述了進行全波整流的案例，但是可以改為進行半波整流。
(3)該第一到第四實施例描述了開關(guān)7和開關(guān)15到20每一個都使用雙擴散MOS晶體管的案例?？墒?，本發(fā)明不限于此，只要能夠根據(jù)施加在控制端的電壓進行開關(guān)就行了。例如，不是雙擴散型的其它MOS晶體管，雙極晶體管，或者半導(dǎo)體閘流管都可以使用。這里要注意，當(dāng)集成在半導(dǎo)體芯片時使用MOS晶體管是有好處的，因為MOS晶體管的接通阻抗低于雙極晶體管，因此可以安裝在較小尺寸的半導(dǎo)體芯片上。
(4)第一實施例參考圖5描述了升壓電路28的一個示范結(jié)構(gòu)，但是可以進行如下修改。
圖11示出了該升壓電路28的另一種示范結(jié)構(gòu)。
在圖中，用p-通道MOS晶體管Tr1和Tr2代替圖5中的二極管D1和D2。
相對于輸入信號，電平轉(zhuǎn)移電路282提高了輸出信號的電平。這使得倒相器INV2得以可靠工作。該電平轉(zhuǎn)移電路282將接線端40的電壓輸出為高電平，而將地電壓輸出為低電平。這里，該輸出信號的相位和輸入信號相同。假如該電平轉(zhuǎn)移電路282具有倒相器功能，并能產(chǎn)生和輸入信號相位相反的輸出信號，則可以省略倒相器INV2。
為了將晶體管Tr1作為分立元件，將一個二極管與該晶體管Tr1并聯(lián)。如圖11所示，在該案例中，該晶體管Tr1的源極S連接到二極管的正極，該晶體管Tr1的漏極D連接到二極管的負極。另一方面，為了將該晶體管Tr1集成在半導(dǎo)體集成電路中，將一半導(dǎo)體基底或者和半導(dǎo)體基底類似的擴散層和漏極擴散層相連接。這就產(chǎn)生了二極管與晶體管Tr1并聯(lián)的一個等效電路。同樣的方法應(yīng)用在晶體管Tr2上。
該升壓電路按以下方式工作。
倒相器INV1轉(zhuǎn)換時鐘信號的相位。
當(dāng)該倒相器INV1輸出為低電平時，晶體管Tr1接通。因此，電容器C1由來自接線端8的電進行充電。由晶體管Tr1的接通阻抗引起的電壓降大約為0.3V，這比二極管D1的正向電壓(大約0.7V)小。因此，該電容器C1的充電電壓比圖5中更高。當(dāng)該倒相器INV1輸出低電平時，倒相器INV2輸出高電平。因此，晶體管Tr2斷開。因此電容器C2上累積的電荷不會流回到電容器C1上。
當(dāng)該倒相器INV1輸出高電平時，電容器C1通過晶體管Tr2放電到電容器C2上。此時，晶體管Tr1斷開。因此，電容器C1的電荷不會流回到接線端8。當(dāng)該倒相器INV1輸出高電平時，倒相器INV2輸出低電平。因此，晶體管Tr2接通。由晶體管Tr2的接通阻抗引起的電壓降大約為0.3V，這比二極管D2的正向電壓(大約0.7V)小。因此，該電容器C2的充電電壓比圖5中更高。
這樣，圖11中示出的升壓電路具有比圖5中示出的電路更高的升壓能力，因此可以有效地用于電量受限制的情況，如在撤回階段。
作為一個選擇，以下結(jié)構(gòu)可用來減小尺寸。
圖12示出了升壓電路28的另一種示范結(jié)構(gòu)。
在圖中，用n-通道MOS晶體管Tr3代替圖11中的晶體管Tr1。
一般來說，n-通道MOS晶體管的載流能力是p-通道MOS晶體管的兩到三倍。因此，使用n-通道MOS晶體管使得半導(dǎo)體集成電路的整體芯片面積得以減小。當(dāng)芯片面積變小了，就降低了芯片的單價，這就導(dǎo)致了較低的成本。
為了將n-通道MOS晶體管Tr3作為分立元件，將一個二極管與該晶體管Tr3并聯(lián)。如圖12所示，在該案例中，該晶體管Tr3的源極S連接到二極管的正極，該晶體管Tr3的漏極D連接到二極管的負極。另一方面，為了將該晶體管Tr3集成在半導(dǎo)體集成電路中，將一半導(dǎo)體基底或者類似于半導(dǎo)體基底的擴散層和漏極擴散層相連接。這就產(chǎn)生了二極管與晶體管Tr3并聯(lián)的一個等效電路。
只有當(dāng)在柵極上施加高于源極電壓的電壓時，晶體管Tr3才會接通。換句話說，該晶體管Tr3受倒相器INV2的輸出控制。
應(yīng)當(dāng)注意，和晶體管Tr1不同，晶體管Tr2不能由需要柵極電壓高于源極電壓的n-通道MOS晶體管代替。
該升壓電路按以下方式工作。
倒相器INV1轉(zhuǎn)換時鐘信號的相位。
當(dāng)該倒相器INV1輸出為低電平時，倒相器INV2輸出高電平。因此，晶體管Tr3接通。因此，電容器C1由來自接線端8的電進行充電。由晶體管Tr3的接通阻抗引起的電壓降大約為0.3V，這比二極管D1的正向電壓(大約0.7V)小。因此，該電容器C1的充電電壓比圖5中更高。當(dāng)該倒相器INV1輸出低電平時，倒相器INV2輸出高電平。因此，晶體管Tr2斷開。因此電容器C2上累積的電荷不會流回到電容器C1上。
當(dāng)該倒相器INV1輸出高電平時，電容器C1通過晶體管Tr2放電到電容器C2上。此時，晶體管Tr3斷開。因此，電容器C1的電荷不會流回到接線端8。當(dāng)該倒相器INV1輸出高電平時，倒相器INV2輸出低電平。因此，晶體管Tr2接通。由晶體管Tr2的接通阻抗引起的電壓降大約為0.3V，這比二極管D2的正向電壓(大約0.7V)小。因此，該電容器C2的充電電壓比圖5中更高。
在開始工作時，輸出電壓V40還沒有經(jīng)過充分升高，因此該升壓電路不能使得晶體管Tr3完全導(dǎo)通。因此，在工作開始時電容器C1通過并聯(lián)在晶體管Tr3上的二極管供電。這就降低了該升壓電路的升壓能力。可是隨著時間消逝，輸出電壓V40經(jīng)過了充分升高，就使得晶體管Tr3完全導(dǎo)通。因此該升壓電路的升壓能力增加了。
即使升壓能力最初很低，但是該升壓電路從正常運轉(zhuǎn)階段就開始工作，因此到了磁頭需要撤回時，輸出電壓V40已經(jīng)充分升高了。因此這在實際使用時不會造成不利。
(5)第一實施例描述了環(huán)形振蕩器用作時鐘發(fā)生電路281的案例，但是本發(fā)明不限于此，只要能夠使用低電壓穩(wěn)定地產(chǎn)生時鐘信號就行了。
盡管參考附圖舉例對本發(fā)明進行了全面描述，但是應(yīng)當(dāng)注意，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，顯然可以進行各種變化和修改。
因此，除非這種變化和修改背離了本發(fā)明的范圍，否則應(yīng)當(dāng)認為包括在本發(fā)明內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種具有自動磁頭撤回裝置的磁盤驅(qū)動器，包括判別電路，可用來判斷電源電壓是否低于預(yù)定電平；開關(guān)，在用來旋轉(zhuǎn)磁盤的馬達線圈和用來驅(qū)動磁頭的執(zhí)行器電源端之間的連接線中插入該開關(guān)，該開關(guān)的接通和斷開取決于施加在其控制端的電壓；升壓電路，可用來對施加到執(zhí)行器上的電壓進行升壓；和開關(guān)控制單元，當(dāng)判別電路判斷電源電壓低于預(yù)定電平時，該開關(guān)控制單元可通過在開關(guān)的控制端上施加升高了的電壓來接通開關(guān)，從而將馬達中產(chǎn)生的感應(yīng)電供給該執(zhí)行器。
2.如權(quán)利要求1所述的磁盤驅(qū)動器，其中該升壓電路包括電容，包括第一電極和第二電極；時鐘發(fā)生電路，可用來產(chǎn)生以固定間隔在高電平和低電平之間交替的時鐘信號，并將該時鐘信號輸出給第一電極；和升壓控制電路，當(dāng)時鐘信號是低電平時，可將供給該執(zhí)行器的電壓施加到第二電極，而當(dāng)時鐘信號是高電平時，可從第二電極輸出電壓。
3.如權(quán)利要求2所述的磁盤驅(qū)動器，其中該時鐘發(fā)生電路是由預(yù)定數(shù)量的級聯(lián)倒相器組成的環(huán)形振蕩器，該預(yù)定數(shù)量為不小于3的奇數(shù)，其中最后一個倒相器的輸出電壓作為時鐘信號輸出，并且也作為輸入電壓輸入到第一個倒相器。
4.如權(quán)利要求1所述的磁盤驅(qū)動器，其中該開關(guān)是MOS晶體管，其源極連接到該馬達線圈，其漏極連接到該執(zhí)行器的電源端，且該開關(guān)控制單元(a)當(dāng)判別電路判斷該電源電壓低于預(yù)定電平時，將升高了的電壓施加到該MOS晶體管的柵極，以使得該源極和該漏極之間導(dǎo)通，而(b)當(dāng)判別電路判斷該電源電壓等于或高于預(yù)定電平時，停止將該升高了的電壓施加到該MOS晶體管的柵極，以防止該源極和該漏極之間導(dǎo)通。
5.一種具有自動磁頭撤回裝置的磁盤驅(qū)動器，包括判別電路，可用來判別電源電壓是否低于預(yù)定電平；開關(guān)，在用來旋轉(zhuǎn)磁盤的馬達線圈和用來驅(qū)動磁頭的執(zhí)行器電源端之間的連接線中插入該開關(guān)；和開關(guān)控制單元，當(dāng)判別電路判斷電源電壓低于預(yù)定電平時，該開關(guān)控制單元可以(a) 假如該開關(guān)的馬達端電壓高于該開關(guān)的執(zhí)行器端電壓，則接通開關(guān)，從而將馬達中產(chǎn)生的感應(yīng)電供給該執(zhí)行器，而(b) 假如該開關(guān)的馬達端電壓不高于該開關(guān)的執(zhí)行器端電壓，則斷開開關(guān)。
6.如權(quán)利要求5所述的磁盤驅(qū)動器，其中該電源是直流電源，該馬達是三相交流馬達，根據(jù)不同的相位，將多個開關(guān)插入在該三相交流馬達和該執(zhí)行器之間的連接線中，該開關(guān)控制單元(a)假如該多個開關(guān)中任意一個的馬達端電壓高于該開關(guān)的執(zhí)行器端電壓，則接通開關(guān)，從而對該三相交流馬達中產(chǎn)生的感應(yīng)電進行整流，并將整流過的電供給該執(zhí)行器，而(b)假如該多個開關(guān)中所有開關(guān)的馬達端電壓都不高于該開關(guān)的執(zhí)行器端電壓，則斷開該多個開關(guān)。
7.如權(quán)利要求6所述的磁盤驅(qū)動器，其中該開關(guān)控制單元包括確定電路，可檢測該多個開關(guān)中每一個開關(guān)的馬達端電壓和執(zhí)行器端電壓，并在檢測到的該多個開關(guān)的電壓中確定一個最高電壓；和控制電路，可以(a)假如該最高電壓是該多個開關(guān)中任一個的馬達端電壓，則接通該開關(guān)，而(b)假如該最高電壓是該多個開關(guān)中任一個的執(zhí)行器端電壓，則打開該多個開關(guān)。
8.如權(quán)利要求6所述的磁盤驅(qū)動器，其中開關(guān)控制單元包括比較電路，可用來比較該多個開關(guān)中每一個開關(guān)的馬達端電壓和執(zhí)行器端電壓；和控制電路，假如比較電路判斷馬達端電壓高于執(zhí)行器端電壓，則可接通該開關(guān)，而假如比較電路判斷馬達端電壓不高于執(zhí)行器端電壓，則可打開該開關(guān)。
9.如權(quán)利要求5所述的磁盤驅(qū)動器，進一步包含升壓電路，可對供給執(zhí)行器的電壓進行升壓，其中該開關(guān)是MOS晶體管，其源極連接到馬達線圈，漏極連接到該執(zhí)行器的電源端，且開關(guān)控制單元(a)假如該MOS晶體管源極電壓高于漏極電壓，則將升高了的電壓施加到該MOS晶體管的柵極，以使得該源極和該漏極之間導(dǎo)通，而(b)假如該MOS晶體管源極電壓不高于漏極電壓，則停止將升高了的電壓施加到該MOS晶體管的柵極，以防止該源極和該漏極之間導(dǎo)通。
10.如權(quán)利要求5所述的磁盤驅(qū)動器，其中當(dāng)判別電路判斷電源電壓等于或高于預(yù)定電平時，該開關(guān)控制單元接通該開關(guān)，從而將電源電供給馬達，使馬達旋轉(zhuǎn)該磁盤。
11.如權(quán)利要求10所述的磁盤驅(qū)動器，其中該電源是直流電源，該馬達是三相交流馬達，根據(jù)不同的相位，將多個開關(guān)插入在該三相交流馬達和該執(zhí)行器之間的連接線中，開關(guān)控制單元選擇性地接通該多個開關(guān)，以便將直流電源轉(zhuǎn)換成三相交流電，并將該三相交流電供給三相交流馬達。
全文摘要
一種磁盤驅(qū)動器，假如判斷電源電壓低于預(yù)定電平，則驅(qū)動一開關(guān)，并將馬達的感應(yīng)電供給執(zhí)行器以撤回磁頭。使用升壓電路的輸出來驅(qū)動該開關(guān)。電源電壓跌落到預(yù)定電平以下之前，該升壓電路就開始工作，因此可以立即驅(qū)動該開關(guān)。這使得將感應(yīng)電有效地供給該執(zhí)行器成為可能。
文檔編號G11B21/12GK1534659SQ200310123559
公開日2004年10月6日 申請日期2003年12月26日 優(yōu)先權(quán)日2002年12月26日
發(fā)明者高柳健司, 城越英樹, 樹 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社