Brevet FR2528211A1 — publié le 19831209

L'invention concerne d'une manière générale les mémoires à disques magnétiques, et plus particulièrement des alimentations électriques autonomes destinées à de telles mémoires. Des alimentations électriques à courant continu, incorporées à des mémoires à disques magnétiques, sont pour la pluparthnormalisées à + 5 volts et + 12 volts Par conséquent, aucun moyen n'est généralement prévu pour constituer une source de tension négative embarquée, malgré le fréquent besoin en une telle source pour l'alimentation de dispositifs à circuits intégrés tels que des convertis- seurs analogiques/numériques, des mémoires vives et des amplificateurs opérationnels demandant des tensions d'ali- mentation bipolaires Lorsque des tensions négatives sont nécessaires, on procède généralement par commutation d'alimentations électriques extérieures au dispositif de mémoire à disque pour convertir une tension positive existante Cependant, de telles alimentations exigent des composants tels que des hacheurs, des transformateurs et des redresseurs, ainsi que des étages de filtrage et de régulation, qui tendent à être à la fois volumineux et coûteux De plus, ils produisent souvent des parasites qui peuvent interférer avec le fonctionnement d'autres composants et qui nuisent à la fonction de transfert de données de la mémoire à disque. D'une façon générale, l'invention concerne une mémoire à disque magnétique comportant au moins un disque magnétique entraîné par un moteur à courant continu com- prenant un rotor à aimant permanent et deux enroulements de stators reliés à la masse par un point commun de con- nexion Les enroulements sont excités alternativement par une source d'énergie électrique au moyen d'un circuit de commutation qui applique aux enroulements des impul- sions de tension positive de durée prédéterminée La force contreélectromotrice induite dans les enroulements, entre les impulsions d'excitation, est utilisée comme source de tension continue négative régulée pour alimenter divers composants exigeant une telle alimentation. L'invention sera décrite plus en détail en regard du dessin annexé à titre d'exemple nullement limitatif et sur lequel: la figure 1 est un schéma d'une partie d'un dispositif d'entraînement de disque magnétique comprenant un circuit d'alimentation d'un moteur d'entraînement de broche selon l'invention; et la figure 2 est un diagramme des temps montrant les signaux de tension apparaissant en divers points du circuit de la figure 1. La figure 1 représente schématiquement un dis- que magnétique 10 monté de façon à pouvoir tourner sur une broche 12, des têtes à transducteurs électromagnéti- ques 14 destinées à écrire et lire des données sur les surfaces magnétiques opposées du disque 10, et un mécanis- me mobile 16 de support des têtes destiné à positionner radialement les têtes de lecture/écriture par rapport à une série de pistes concentriques de données sur les surfaces du disque 10. Le disque 10 est mis en rotation à une vitesse constante par un moteur 18 à courant continu comportant un rotor 19 à aimant permanent relié à la broche 12 et deux enroulements de champ ou de stator 20 et 22 compor- tant des bornes 24 et 26 d'alimentation, respectivement, et une connexion commune 28 de masse. Le moteur 18 est alimenté et sa vitesse est maintenue constante par des impulsions d'une durée com- mandée, appliquées aux enroulements 20 et 22 En général, un circuit 30 de commutation de puissance connecte alter- nativement les bornes 24 et 26 du moteur à une alimenta- tion électrique 32 (ayant une tension +V 1, généralement de + 12 volts) en réponse à des signaux d'entrée qui com- mandent les temps de commutation ou cycles d'utilisation du circuit 30 et donc la tension moyenne appliquée aux bornes des enroulements du moteur En particulier, le cir- cuit de commutation de puissance comprend deux transistors PNP de puissance 34 et 36, de préférence en montage Darlington, dont les collecteurs sont reliés aux bornes 24 et 26 des enroulements du moteur, respectivement, et dont les émetteurs sont reliés à l'alimentation 32 Des résis- tances 38 et des diodes 40 de protection relient les bases des transistors 34 et 36 à l'alimentation 32. Les temps de commutation des transistors 34 et 36 et donc le minutage et la largeur des impulsions de tension appliquées aux enroulements du moteur sont com- mandés par des éléments logiques sous la forme de deux portes NON-ET 42 et 44 dont les sorties, reliées aux bases des transistors 34 et 36 par l'intermédiaire de résistances chutrices 46, produisent des signaux de com- mande suffisants pour faire fonctionner les transistors en mode de commutation Les entrées des portes 42 et 44 sont reliées à des circuits appropriés 48 de commande de validation du moteur, pouvant comprendre un micro- processeur qui réagit lui-même à divers signaux d'entrée comprenant, par exemple, des signaux représentant la vitesse réelle du moteur et la position angulaire instan- tanée du rotor 19 Divers circuits de commande pour l'alimentation du moteur au moyen de signaux à modulation d'impulsions en largeur sont connus dans la technique et il est donc inutile de les décrire en détail Il suffit d'indiquer que les sorties des portes NON-ET 42 et 44 sont commutées alternativement vers leur état bas, pen- dant des durées prédéterminées, afin que l'un ou l'autre des transistors 34 et 36 passe à l'état de saturation. La largeur ou la durée de ces impulsions peut être modi- fiée de diverses manières pour commander la tension moyenne appliquée aux enroulements Par exemple, la posi- tion du front avant des impulsions peut être maintenue constante, tandis que celle du front arrière peut être modifiée en fonction de l'information de vitesse et de position du rotor acquise pendant un intervalle précé- dent Une brève temporisation peut être introduite entre des impulsions successives pour empêcher l'excitation simultanée des deux enroulements du moteur. La figure 2 représente les signaux de tension e 24 et e 26, sous une forme idéalisée, apparaissant aux bornes 24 et 26 du moteur, respectivement, et on peut voir que des impulsions positives 60, appliquées à l'en- roulement 20, alternent avec des impulsions positives identiques 62 appliquées à l'enroulement 22 Pendant l'intervalle de blocage de l'un ou l'autre des transis- tors de puissance 34 et 36, une tension est induite dans l'enroulement correspondant 20 ou 22 à la fois sous l'action de générateur du rotor 19 et sous l'action du flux développé par l'autre enroulement qui est excité. Les tensions ainsi induites, telles qu'indiquées par des parties 64 et 66 des signaux e 24 et e 26, respectivement, ont des polarités négatives et leurs amplitudes sont approximativement égales à celles des impulsions posi- tives d'excitation Conformément à l'invention, les tensions négatives induites dans les enroulements, entre les impulsions d'excitation, sont utilisées comme source de potentiel continu négatif Ainsi, deux diodes 68, montées en parallèle et polarisées comme représenté, de façon à conduire pendant les intervalles au cours desquels les bornes du moteur sont négatives, connectent les bornes du moteur, par l'intermédiaire d'une résis- tance chutrice 70, à un régulateur 72 de tension conve- nablement filtré, produisant une tension régulée de sortie -V 2, par exemple de -5 volts Les diodes 68 con- duisent alternativement et un potentiel négatif relative- ment constant est appliqué à l'entrée du régulateur 72, comme indiqué par le signal e 72 sur la figure 2 Le dispositif 72 est un régulateur disponible dans le com- merce à un prix réduit (par exemple du type MC 79 L 05), capable de détecter et de maintenir avec précision la tension de sortie. Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées au dispositif décrit et représenté sans sortir du cadre de l'invention. 252821 1 REVENDICATIONS 1 Dispositif de mémoire à disque magnétique, caractérisé en ce qu'il comporte un disque magnétique tournant ( 10), un transducteur ( 14) associé fonctionnel- lement à ce disque pour transférer des signaux de données vers le disque et en sens inverse, un moteur ( 18) destiné à faire tourner le disque et comprenant un rotor ( 19), - deux enroulements ( 20, 22) de stator et deux bornes ( 24, 26), chaque enroulement ayant une extrémité connectée à l'une des bornes du moteur et une autre extrémité connec- tée à la masse ( 28), des moyens ( 30, 32) destinés à appliquer une suite d'impulsions d'excitation de polari- té positive, alternativement aux bornes du moteur, une tension négative étant induite dans chaque enroulement du moteur entre les impulsions appliquées, et des moyens étant connectés aux bornes du moteur et réagissant aux tensions induites pour produire une tension continue négative stable de sortie. 2 Dispositif de mémoire à disque magnétique selon la revendication 1, caractérisé en ce que les der- niers moyens cités comprennent un circuit régulateur filtré ( 72) et des redresseurs ( 68) reliant le circuit régulateur aux bornes du moteur.