(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部回路用の第１電源が印加される第１電源入力端と装置駆動用の第２電源が入力される第２電源入力端とを設けるハードディスクドライブに用いる過電圧及びサージ保護回路であって、
第２電源入力端に直列接続された分圧用の抵抗と、この分圧用の抵抗により分圧された電圧をゲートに受けて導通制御され、第１電源入力端から内部回路への電源供給経路中に設けられたチャネルにより抵抗成分を生成するＮＭＯＳトランジスタと、からなり、第１電源と第２電源が逆に印加されて第１電源入力端に過電圧がかかると、第２電源入力端に印加される第１電源に従うチャネルの抵抗成分により、第１電源入力端から供給される第２電源を電圧降下させ、第１電源のレベルより低めて内部回路に印加する過電圧保護回路と、
第１電源入力端からサージ電圧が印加されると、そのサージ電圧を第１電源より低い電圧にして内部回路に印加するサージ保護回路と、を含んで構成されることを特徴とする過電圧及びサージ保護回路。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はハードディスクドライブにおける過電圧及びサージ電圧から、回路部品を保護するための保護回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】
データ記憶及び読取装置は、システムのマルチメディア化に応じて大容量化及び高速データアクセス化が進んでいる。このようなデータ記憶及び読取装置の一例としてハードディスクドライブがある。ハードディスクドライブは大容量、高速データアクセスが可能なために、コンピュータシステムの補助記憶装置として使用されている。
【０００３】
ハードディスクドライブは、通常２種の電源、一般に＋５Ｖ、＋１２Ｖを用いる。＋５Ｖ電源は内部回路の動作電圧として用いられ、＋１２Ｖ電源は装置駆動電圧として用いられる。＋５Ｖを受けるための＋５Ｖ電源入力端と＋５Ｖで動作するハードディスクドライブの内部回路との間には、内部回路の損傷を防止するための保護回路が接続されることがある。このような保護回路には、過電流を感知し遮断するヒューズ、ヒューズの機能又は電源のフィルタリング機能を行うフェライトビーズ(ferrite bead)、電源からノイズを取り除く機能を果たす抵抗とキャパシタからなるノイズフィルタがある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
保護回路は、例えばヒューズは電流感知容量によらず切断に数秒かかるため、数十ミリ秒程度で印加されるサージ電圧に対してハードディスクドライブの内部回路を保護することができない。つまりサージ電圧が印加されて内部回路が損傷した後、ヒューズが切れる。このような保護回路は不安定な電源環境には不向きであり、安定した電源環境のみで動作するように設計されている。
【０００５】
本発明の課題は、電源入力端における過電圧条件及び不安定な電源（ＡＣ入力条件）によるサージ電圧がドライブに印加される場合でも、内部回路を保護する保護回路を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
以上のような課題を解決する本発明の保護回路は、内部回路用の第１電源が印加される第１電源入力端と装置駆動用の第２電源が入力される第２電源入力端とを設けるハードディスクドライブに用いる過電圧及びサージ保護回路であって、第１電源と第２電源が逆に印加されて第１電源入力端に過電圧がかかると、第２電源入力端に印加される第１電源を用いて第２電源のレベルを第１電源のレベルより低めて内部回路に印加する過電圧保護回路と、第１電源入力端からサージ電圧が印加されると、そのサージ電圧を第１電源より低い電圧にして内部回路に印加するサージ保護回路と、を含んで構成されることを特徴とする。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を添付図面を参照して詳細に説明する。
【０００８】
過電圧は、＋５Ｖと＋１２Ｖの電源が逆に印加される場合に＋５Ｖ電源入力端で発生する。すなわち、＋５Ｖ電源入力端を通して＋１２Ｖが印加されるときに発生する。
【０００９】
過電圧及びサージ保護回路は、ハードディスクドライブで用いる２種の電源（＋５Ｖ、＋１２Ｖ）が逆に印加された場合のドライブの状態を考慮する。また、ＳＭＰＳ（Switching Mode Power Supply）へのＡＣ入力が急減に変わる条件で、ＳＭＰＳの出力端からサージ電圧がドライブに印加されるとき、定電圧維持のためのドライブの条件も考慮する。具体的には、ハードディスクドライブの＋５Ｖ電源入力端の限界電圧及びサージ限界電圧を８．６Ｖ〜９．０Ｖ及び１２．３〜１２．５Ｖに設定する。
【００１０】
図１は、過電圧及びサージ保護回路に正常に電源供給されている場合の回路構成を示している。図２は図１と同じ回路で、逆に電源供給をした場合の回路構成を示している。
【００１１】
過電圧及びサージ保護回路１０は、内部回路の動作電圧として用いられる＋５Ｖを受けるための＋５Ｖ電源入力端２２と、＋５Ｖで動作するハードディスクドライブの内部回路２６との間に位置する。過電圧及びサージ保護回路１０は、ＮＭＯＳトランジスタ１２及び分圧用の抵抗１４、１６からなる過電圧保護回路と、ツェナーダイオード１８及び抵抗２０からなるサージ保護回路とからなる。ＮＭＯＳトランジスタ１２は、ドレイン端子が＋５Ｖ電源入力端２２に、ソース端子がツェナーダイオード１８に、ゲート端子が分圧用の抵抗１４、１６を通して＋１２Ｖ電源入力端２４に、それぞれ接続される。＋１２Ｖ電源入力端２４は、装置駆動用の電源として用いられる＋１２Ｖ電源を受けるための電源入力端である。
【００１２】
図１では、各電源入力端に正常に電源が印加されており、図２では各電源入力端に逆に電源が印加されている。
【００１３】
図１を用いて正常に電源を印加する場合の過電圧及びサージ電圧保護回路１０の動作を説明する。＋１２Ｖ電源入力端２４を通して印加される＋１２Ｖの電源は、分圧用の抵抗１４、１６により分圧されてＮＭＯＳトランジスタ１２のゲート端子に印加される。ゲート端子に印加される電圧は、ＮＭＯＳトランジスタ１２をオンできる電位を持つように抵抗１４、１６の抵抗値を設定する。ＮＭＯＳトランジスタ１２がオンすると、＋５Ｖ電源入力端２２を通して印加される＋５Ｖの電源はＮＭＯＳトランジスタ１２を通してハードディスクドライブの内部回路２６に供給される。
【００１４】
図２を用いて逆に電源を印加する場合の過電圧及びサージ電圧保護回路１０の動作を説明する。＋１２Ｖ電源入力端２４を通して印加される＋５Ｖの電源は、分圧用の抵抗１４、１６により分圧されてＮＭＯＳトランジスタ１２のゲート端子に印加される。ゲート端子に印加される電圧はＮＭＯＳトランジスタ１２を部分的に導通させる。このために＋５Ｖ電源入力端２２を通して印加される＋１２Ｖの電源は、ＮＭＯＳトランジスタ１２を通してハードディスクドライブの内部回路２６に供給される際、ＮＭＯＳトランジスタ１２の抵抗成分により電圧降下するためソース端子の電圧は＋５Ｖより低い電圧となる。したがってハードディスクドライブの内部回路２６に供給される電圧は、内部回路部を損傷する危険がない。
【００１５】
一方、外部条件の変動によって＋５Ｖ電源入力端２２の経路にサージ電圧が入力される場合、過電圧及びサージ保護回路１０はツェナーダイオード１８を用いてサージを取り除く。すなわち、サージ電圧がＮＭＯＳトランジスタ１２を通過すると、ツェナーダイオード１８はサージ電圧を定電圧（＋５Ｖ）にする。
【００１６】
図３はサージ電圧が印加されるときに、内部回路２６に印加される電圧の状態を示す。サージ電圧は実線３０（三角サージパルス、ピーク電圧を約２７．５Ｖ、その持続時間を約５０msecに設定する）を有する。その結果、ツェナーダイオード１８により内部回路２６に印加する電圧は破線３２のように約５Ｖを維持する。ピーク電流は約１．１Ａに立上がるが、その持続時間は４〜１０μsecに過ぎず、内部回路の損傷はない。また、放電中の平均電流は０．７Ａ以下で、これも内部回路を損なうことはない。
【００１７】
【発明の効果】
本発明の過電圧及びサージ保護回路により、電源入力端における過電圧及び不安定なＡＣ入力条件によるサージ入力がハードディスクドライブに印加される場合でも、ドライブ内の回路部品を保護し、正常な電圧条件でも安定に動作させるので、不具合を低減して信頼性の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】正常な電源印加時の過電圧及びサージ保護回路図。
【図２】逆に電源印加した場合の過電圧及びサージ保護回路図。
【図３】サージ電圧印加時に内部回路に印加される電圧のグラフ。
【符号の説明】
１０  過電圧及びサージ保護回路
１２  ＮＭＯＳトランジスタ
１４、１６  分圧用抵抗
１８  ツェナーダイオード
２０  抵抗
２２  ＋５Ｖ電源入力端
２４  ＋１０Ｖ電源入力端
２６  内部回路
【図１】
0003652508.tif 000002
【図２】
0003652508.tif 000003
【図３】
0003652508.tif 000004