(57)【要約】      （修正有）【課題】電力の損失の間に、記録可能な媒体の表面から変換ヘッドを退避するために、ＶＣＭに電力を供給するためのアーキテクチャを提供する。【解決手段】引き込み回路（５２）は、スピンドル・モータ（５４）の逆起電力を、格納しかつ電力をＶＣＭ（５６）へ供給するコンデンサ（６６）に移す。コンデンサは、電力スイッチ回路に接続され、電力スイッチ回路は、電力スイッチ回路が導電状態であるときに、ＶＣＭにコンデンサから電力を供給し、電力スイッチ回路が非導電状態であるときに、コンデンサからＶＣＭに電力が供給されることを妨げる。引き込み回路は、電力スイッチ回路が導電状態であるかまたは非導電状態であるかを示す信号を、電力スイッチ回路に供給する。引き込み回路は、電力スイッチ回路を設定された周波数で導電状態と非導電状態との間で変更するように動作し、その結果としてコンデンサからＶＣＭへこの周波数で提供される電力を生じる。【選択図】図３
2006040515.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部電源からの電力の損失の間に、記録可能な媒体の表面から変換ヘッドを引き込むために、音声コイル・モータ（ＶＣＭ）に電力を供給するためのディスク・ドライブ緊急引き込みアーキテクチャであって、
内部インダクタンスおよび内部抵抗を含む、前記記録可能な媒体を回転するためのスピンドル・モータであって、前記回転する記録可能な媒体は、前記スピンドル・モータにおける戻り電動力（ＢＥＭＦ）を作るスピンドル・モータと、
電力を格納しかつ前記ＶＣＭへ電力を供給するコンデンサと、
エネルギーを前記スピンドル・モータから前記コンデンサへ移すブースト回路と、
コンデンサおよびＶＣＭに接続された電力スイッチ回路であって、前記電力スイッチ回路は、前記電力スイッチ回路が導電状態であるときに前記コンデンサから前記ＶＣＭに電力を供給し、前記電力スイッチ回路が非導電状態であるとき前記ＶＣＭへ前記コンデンサによって電力が供給されることを妨げる、電力スイッチ回路と、
前記電力スイッチ回路に信号を供給する引き込み回路であって、前記電力スイッチ回路は、設定された周波数で前記導電状態と前記非導電状態との間で変更し、その結果として前記ＶＣＭによって前記変換ヘッドの引き込みのために前記コンデンサから電力が提供される、引き込み回路とを備える、ディスク・ドライブ緊急引き込みアーキテクチャ。
【請求項２】
前記ブースト回路によって制御され、導電状態または非導電状態のいずれかである第１のスイッチング回路と、
前記ブースト回路によって制御され、導電状態または非導電状態のいずれかである第２のスイッチング回路とをさらに備え、
前記ブースト回路は、前記第１のスイッチング回路および前記第２のスイッチング回路を導電状態に選択的にするように動作可能であり、前記回転する記録可能な媒体によって生成される前記ＢＥＭＦは、第１の電流を、前記第１のスイッチング回路と前記第２のスイッチング回路との間の第１の電流経路に流させ、前記スピンドル・モータを介して流れる前記第１の電流は、エネルギーを前記スピンドル・モータの内部インダクタンスに格納させる請求項１に記載のディスク・ドライブ緊急引き込みアーキテクチャ。
【請求項３】
前記ブースト回路は、前記第１のスイッチング回路および前記第２のスイッチング回路を非導電状態に選択的にするように動作可能であり、前記スピンドル・モータの前記内部インダクタンスに格納される前記エネルギーは、第２の電流を、前記スピンドル・モータから前記コンデンサへの第２の電流経路へ流れさせ、エネルギーを前記コンデンサに格納させる請求項２に記載のディスク・ドライブ緊急引き込みアーキテクチャ。
【請求項４】
前記第２の電流は、前記電力スイッチ回路が、前記引き込み回路によって前記導電状態にされたとき、前記ＶＣＭへ電力を供給する請求項３に記載のディスク・ドライブ緊急引き込みアーキテクチャ。
【請求項５】
前記スピンドル・モータが、三相モータであり、結果として第１のＢＥＭＦと、前記第１のＢＥＭＦとは位相が異なる第２のＢＥＭＦと、前記第１のＢＥＭＦおよび前記第２のＢＥＭＦとは位相が異なる第３のＢＥＭＦとを生じ、
前記スピンドル・モータに接続される第１のスイッチング回路であって、前記第１のスイッチング回路は、前記第１のＢＥＭＦの値に応じて、電流ソースになりまたは電流シンクになる、第１のスイッチング回路と、
前記スピンドル・モータに接続される第２のスイッチング回路であって、前記第２のスイッチング回路は、前記第２のＢＥＭＦの値に応じて、電流ソースになりまたは電流シンクになる、第２のスイッチング回路と、
前記スピンドル・モータに接続される第３のスイッチング回路であって、前記第３のスイッチング回路は、前記第３のＢＥＭＦの値に応じて、電流ソースになりまたは電流シンクになる、第３のスイッチング回路とをさらに備え、
前記ブースト回路は、前記第１のスイッチング回路、前記第２のスイッチング回路、および第３のスイッチング回路を導電状態にするように動作可能であり、前記第１のＢＥＭＦ、前記第２のＢＥＭＦ、および前記第３のＢＥＭＦが、前記スピンドル・モータを介して第１の電流を生成することを可能にする請求項１に記載のディスク・ドライブ緊急引き込みアーキテクチャ。
【請求項６】
前記第１の電流は、エネルギーを前記スピンドル・モータの前記内部インダクタンスに格納させる請求項５に記載のディスク・ドライブ緊急引き込みアーキテクチャ。
【請求項７】
前記ブースト回路は、前記第１のスイッチング回路、前記第２のスイッチング回路、および第３のスイッチング回路を非導電状態にするように動作可能であり、前記スピンドル・モータの前記内部インダクタンスに格納される前記エネルギーが、第２の電流をインダクタ・モータから前記コンデンサへ流させる請求項６に記載のディスク・ドライブ緊急引き込みアーキテクチャ。
【請求項８】
電力の緊急損失の間に書き込み／読み取りヘッドを引き込む方法であって、
回転するディスクの慣性によってスピンドル・モータに生成される戻り電動力（ＢＥＭＦ）エネルギーを、コンデンサに移すステップと、
前記コンデンサに格納されるエネルギーを電力スイッチ回路へ供給するステップであって、前記電力スイッチ回路は、前記電力スイッチ回路が導電状態であるときに引き込みモータに電力を供給するように動作し、前記電力スイッチ回路が非導電状態であるときに電力が前記コンデンサによって電力が供給されることを妨げる、エネルギーを電力スイッチ回路へ供給するステップと、
設定された周波数で前記導電状態と前記非導電状態との間で前記電力スイッチ回路を変更することによって前記引き込みモータを駆動し、結果として電力の平均量が前記コンデンサによって前記引き込みモータに供給されるステップとを含む方法。
【請求項９】
回転するディスクの前記慣性によってスピンドル・モータに生成される戻り電動力（ＢＥＭＦ）エネルギーを、コンデンサに移す前記ステップは、さらに、
第１のスイッチング回路および第２のスイッチング回路を導電状態に維持し、誘導エネルギーが前記スピンドル・モータに生成されるように、第１の電流を前記スピンドル・モータを介して流させるステップと、
エネルギーが、第１のスイッチング回路および第２のスイッチング回路を非導電状態に切り替えることによって前記コンデンサに移されるように、前記スピンドル・モータに生成される誘導エネルギーを、前記スピンドル・モータと前記コンデンサとの間に第２の電流を引き起こさせるステップとを含む請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記スピンドル・モータに生成される前記誘導エネルギーが、前記電力スイッチ回路が導電状態であるときに前記引き込みモータに印加されるように、前記電力スイッチ回路に前記第２の電流を印加するステップをさらに含む請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
電力の緊急損失の間にディスクから安全なランディング領域へ変換ヘッドを引き込むための緊急引き込みアーキテクチャであって、
電力が音声コイル・モータ（ＶＣＭ）に供給されるとき、前記変換ヘッドを引き込むための音声コイル・モータと、
前記ディスクを回転するための三相電気モータであって、前記回転するディスクは、前記電気モータに三相戻り電動力を作り、前記電気モータは、さらに内部インダクタンスを有する、三相電気モータと、
前記電気モータに結合されるコンデンサと、
電力スイッチ回路であって、前記電力スイッチ回路は、前記電力スイッチ回路が導電状態であるときに、前記コンデンサから前記ＶＣＭへ電力を供給するように動作し、前記電力スイッチ回路が非導電状態であるときに、電力が前記コンデンサによって供給されることを妨げる、電力スイッチ回路と、
導電状態と非導電状態とを有する少なくとも１つのスイッチング回路と、
前記少なくとも１つのスイッチング回路および前記電力スイッチ回路に接続された制御回路とを備え、前記制御回路は、前記少なくとも１つのスイッチング回路を導電状態にし、前記電気モータのインダクタンスに電流を構築させ、前記制御回路は、前記少なくとも１つのスイッチング回路を非導電状態にし、前記電気モータの前記インダクタンスから前記コンデンサへ電流を引き出し、前記制御回路は、前記電力スイッチ回路を設定された周波数で前記導電状態と前記非導電状態との間に交互にするようにさらに動作し、前記コンデンサに格納された電力が、前記制御回路によって指示される周波数で前記ＶＣＭへ供給される緊急引き込みアーキテクチャ。
【請求項１２】
前記制御回路は、前記制御回路が前記電力スイッチ回路を前記非導電状態にする全てのときに、前記少なくとも１つのスイッチング回路を前記導電状態にし、かつ前記制御回路は、前記制御回路が前記電力スイッチ回路を前記導電状態にする全てのときに、前記少なくとも１つのスイッチング回路を前記非導電状態にする請求項１１に記載の緊急引き込みアーキテクチャ。
【請求項１３】
前記制御回路は、時間の８５％で前記少なくとも１つのスイッチング回路を前記導電状態にし、かつ前記制御回路は、時間の１５％で前記少なくとも１つのスイッチング回路を前記導電状態にする請求項１２に記載の緊急引き込みアーキテクチャ。
【請求項１４】
前記制御回路は、前記制御回路が前記電力スイッチ回路を前記導電状態にするのと同時に、前記少なくとも１つのスイッチング回路を前記導電状態にする請求項１１に記載の緊急引き込みアーキテクチャ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ディスク・ドライブおよび記憶デバイスに関する。特に、本発明は、電力の緊急損失の間にヘッドを安全なランディング領域に引き込むために、回転するスピンドル・モータから戻り電動力（「ｂｅｍｆ」）を利用することに関する。
【背景技術】
【０００２】
関連出願の相互参照
本願は、Ｊ．ＢｒｅｎｄｅｎおよびＪ．Ｄａｈｌｂｅｒｇによる「Ｌｏｗ  Ｃｏｓｔ  Ｅｍｅｒｇｅｎｃｙ  Ｄｉｓｋ  Ｄｒｉｖｅ  Ｈｅａｄ  Ｒｅｔｒａｃｔ  Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ」の２００４年７月２２日に出願された米国仮出願第６０／５９０，２０７号の優先権を主張する。
【０００３】
参照による組み込み
前述の米国仮出願第６０／５９０，２０７号は、参照によってその全体を本明細書に組み込まれる。
一般に、磁気ハード・ディスク・ドライブ（ＨＤＤ）は、磁気読み取り／書き込みヘッドと、それぞれデータを格納するための同心のデータ・トラックを有するいくつかの磁気ディスクとを含む。ディスクは、ディスクを回転させるスピンドル・モータに搭載される。読み取り／書き込みヘッドは、一般に、懸架装置または負荷ビームによって担持されるスライダに搭載される。負荷ビームは、動作の間に読み取り／書き込みヘッドを回転するディスク上で移動させる、アクチュエータのアクチュエータ・アームに取り付けられる。ディスクが回転するとき、アクチュエータ・アームから懸架されるスライダは、ディスク表面上にわずかな距離で「飛ぶ」。スライダは、ディスク上のデータ・トラックからの読み取り、またはディスク上のデータ・トラックへの書き込みのための変換ヘッドを担持する。
【０００４】
アクチュエータ・アームに加えて、スライダ懸架装置は、アクチュエータ・アームが周りを旋回する軸受けを備える。音声コイル・モータ（ＶＣＭ）などの大規模なアクチュエータ・モータは、ディスク表面上をアクチュエータ・アーム（およびスライダ）を移動させるために使用される。ＶＣＭによって作動されるとき、アクチュエータ・アームは、スライダがディスク上の所望のデータ・トラック上に配置されるまで、円弧に沿ってディスクの内径から外径へ移動されることができる。
制御回路は、コイルに電流を制御可能に供給するために、ＶＣＭにおけるコイルに結合される。電流がコイルを通過するとき、原動力がアクチュエータ・アームに及ぼされる。
【０００５】
ＨＤＤにおけるパーキング領域は、ハード・ディスクが動作を停止した後、読み取り／書き込みヘッドが安全にランディングされることを可能にする。ＨＤＤが電力低下したとき、実際に外部電源から分離される前に、ＨＤＤは、通常所定の動作を実行する。これら電力低下動作の１つは、アクチュエータ・アームを操作して、ヘッドをパーキング領域に移動させることである。ヘッドが、電力低下の前にパーキング領域に移動されないなら、ヘッドは、ディスクが回転を停止した後にディスク上にランディングし、ディスクおよび読み取り／書き込みヘッドを損傷する可能性がある。
【０００６】
制御回路がＶＣＭに電流を提供することを妨げる電力の緊急損失の間に、読み取り／書き込みヘッドは、ディスクおよび読み取り／書き込みヘッドへの損傷を避けるために、ランディング領域にまだ移動されなければならない。この状況は、緊急引き込みと呼ばれる。給電が行われる問題は、読み取り／書き込みヘッドをランディング領域に移動する必要性から生じる。１つの解決方法は、緊急引き込みの間にＶＣＭに給電するために十分な必要なエネルギーを、回路内に通常大規模なコンデンサの使用を介して格納することである。他の解決方法は、ＶＣＭに電力を供給し、かつ読み取り／書き込みヘッドを安全なランディング領域に移動するために、ディスク・ドライブ・システムの動作に固有なエネルギーを使用することである。しかしながら、ディスクが小さくなると、読み取り／書き込みヘッドを安全なランディング領域に移動させる助けるためのより少ない固有のエネルギーが与えられる。
【特許文献１】米国特許仮出願６０／５９０，２０７号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
したがって、電力の緊急損失の間に読み取り／書き込みヘッドをパーキング領域に安全に移動するために、ディスク・ドライブ・システムで利用可能な固有の電力を有効に利用しかつ使用することができる設計の必要性がある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、外部電源からの電力の損失の間に、記録可能な媒体の表面から変換ヘッドを引き込むために、音声コイル・モータ（ＶＣＭ）に電力を供給するためのディスク・ドライブ緊急引き込みアーキテクチャである。緊急引き込みアーキテクチャは、ディスク・ドライブ・システムの記録可能な媒体を回転させるように動作するスピンドル・モータを含む。スピンドル・モータは、内部インダクタンスおよび内部抵抗を含む。回転する記録可能な媒体は、スピンドル・モータにおける戻り電動力（ＢＥＭＦ）を含む。緊急引き込みアーキテクチャは、スピンドル・モータに引き起こされるＢＥＭＦエネルギーをコンデンサに変換するブースト回路を含む。コンデンサは、ＢＥＭＦから受けられたエネルギーをＶＣＭへ提供する。コンデンサに格納されるエネルギーは、電力スイッチ回路を介してＶＣＭへ提供され、電力スイッチ回路は、電力スイッチ回路が導電状態であるときにＶＣＭに電力を供給するように動作し、電力スイッチ回路が非導電状態であるときにコンデンサからＶＣＭに電力が供給されることを妨げるように動作する。引き込み回路は、導電状態であるかまたは非導電状態であるかを示す信号を、電力スイッチ回路に供給する。引き込み回路は、電力スイッチ回路が、設定された周波数で導電状態と非導電状態との間で変更し、その結果としてコンデンサからＶＣＭへ提供される電力を生じるように信号を提供する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
図１は、一般的なディスク・ドライブ・システム１０を示す。ディスク・ドライブ・システム１０は、ディスク１２、スピンドル・モータ１４、読み取り／書き込みヘッド１６を担持するスライダ１５、アクチュエータ・アーム１８、音声コイル・モータ（「ＶＣＭ」）２０、安全なランディング領域２２、ＶＣＭ制御回路２４、および入力電源２６を含む。
【００１０】
通常の動作において、駆動電流は、アクチュエータ・アーム１８を作動するためにＶＣＭ２０に提供される。ＶＣＭ２０によって作動されたとき、アクチュエータ・アーム１８は、読み取り／書き込みヘッド１６が、ディスク上の所望のデータ・トラック上に配置されるまで、円弧２８に沿ってディスク１２の内径から外径へ移動されることができる。ディスク１２は、複数の同心のトラックを含み、それらのトラックに、データおよび位置情報が記録される。ディスク１２は、ディスク１２を回転させるスピンドル・モータ１４に搭載される。アクチュエータ・アーム１８から懸架される読み取り／書き込みヘッド１６は、読み取り／書き込みヘッド１６が回転するとき、ディスク１２の表面上を飛ぶ。読み取り／書き込みヘッド１６は、データおよびディスク１２のトラックからのデータおよび位置情報を読み取り、かつデータおよび位置情報を表す入力信号を発生する。
【００１１】
ディスク・ドライブが電力低下されたとき、ディスク・ドライブは、外部電源から実際に分離される前に所定の動作を通常実行する。これら電力低下動作の１つは、アクチュエータ・アーム１８を操作して、読み取り／書き込みヘッド１６を安全なパーキング領域２２に移動させることである。安全なパーキング領域２２は、ディスク・ドライブ１０が動作を停止した後、読み取り／書き込みヘッド１６を安全にランディングされることを可能にする。安全なパーキング領域２２は、ディスク１２の最も遠い縁部に配置され、一般に読み取り／書き込みヘッド１６を上昇させるランプを含み、読み取り／書き込みヘッド１６を上昇された位置にディスク１２から外して置く。ヘッドが、電力低下される前に安全なパーキング領域２２に移動されないなら、読み取り／書き込みヘッド１６は、ディスク１２が回転を停止した後にディスク１２上にランディングし、ディスク１２および読み取り／書き込みヘッド１６の損傷の可能性がある。
【００１２】
破壊的な遮断（すなわち、外部電源が突然取り除かれる）場合に、読み取り／書き込みヘッド１６を安全なパーキング領域２２に移動することを含む、電力低下手順を実行するための外部電源が無い。一般に、大きなコンデンサは、アクチュエータ・アーム１８が、安全なパーキング領域に読み取り／書き込みヘッド１６を配置するように作動するように、ＶＣＭを駆動するために必要なエネルギーを格納するために使用される。
【００１３】
図２は、全般的な緊急引き込み回路３０のブロック図である。緊急引き込み回路３０は、読み取り／書き込みヘッドが、緊急の電力損失の間に安全なランディング領域が移動されるように、ＶＣＭ３２に十分な電力を供給するように動作する。緊急引き込み回路３０は、外部電源３４、電源モニタ３６、充電ポンプ回路３８、引き込み回路のための論理回路４０、電圧調整器４２、および大きなコンデンサ４４を含む。ＶＣＭ３２の負荷構成要素は、抵抗器ＲＶＣＭおよびインダクタＬＶＣＭとして示される。
【００１４】
通常の動作の間に、外部電源３４がまた利用可能である間に、外部電源３４は充電ポンプ回路３８に電力を供給する。充電ポンプ回路３８は、大きな電圧を大きなコンデンサ４４に充電するために、外部電源３４をブーストするように動作する。電源モニタ３６は、外部電源３４からの入力電圧が、所定の閾値より下に低下したときを検出するように動作し、緊急引き込み動作を開始すべきであることを指示する。電源モニタ３６は、引き込み回路４０のための論理回路に信号を送り、引き込み回路４０は、読み取り／書き込みヘッドが安全なランディング領域に引き込まれるように、ＶＣＭ３２に必要な電力を供給するために大きなコンデンサ４４に格納されたエネルギーを使用する。電圧調整器４２は、一貫した出力電圧を維持するように動作する。大きなコンデンサ４４に格納されたエネルギーの一部は、電圧調整器４２の内部抵抗を通じて損失される。したがって、大きなコンデンサ４４は、引き込み回路４０および電圧調整器４２のための論理回路に給電し、かつ読み取り／書き込みヘッドが、緊急引き込みの間に安全なランディング領域に引き込まれるように、ＶＣＭ３２に十分なエネルギーを提供するのに十分なエネルギーを格納することができなければならない。
【００１５】
図３は、本発明の緊急引き込みアーキテクチャの例示的な実施形態を示す図である。緊急引き込みアーキテクチャ５０は、緊急引き込み回路５２、スピンドル・モータ５４、ＶＣＭ５６、および外部電源５８を含む。図１に示されるようにスピンドル・モータ５４は、動作の間にディスクを回転させるように動作する。
【００１６】
この例示的な実施形態において、スピンドル・モータ５４は三相モータである。スピンドル・モータ５４によるディスクの回転は、各電気モータに固有の戻り電動力（「ＢＥＭＦ」）を生成する。電力の緊急損失の間に、電力はスピンドル・モータ５４に供給されないが、固有のエネルギーは、回転するディスクに存在する慣性のためにスピンドル・モータ５４に残る。この実施形態における三相モータの使用は、ＢＥＭＦ（１）、ＢＥＭＦ（２）、およびＢＥＭＦ（３）と示される三相の発振ＢＥＭＦ電圧を結果として生成する。Ｒｍ（１）、Ｒｍ（２）、およびＲｍ（３）は、スピンドル・モータ５４の位相の内部抵抗を表す。同様に、Ｉｍ（１）、Ｉｍ（２）、およびＩｍ（３）は、スピンドル・モータ５４の位相の内部インダクタンスを表す。
【００１７】
緊急引き込み回路５２は、電源モニタ６０、ブースト・モニタ６２、ブーストおよび引き込み論理回路６４、トランジスタＭ１、Ｍ２、およびＭ３、ＶＭコンデンサ６６、および電力インバータ６８を含む。多数のダイオード（Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４、Ｄ５、およびＤ６）は、「オフ」に切り替えられたトランジスタに存在するボディ・ダイオード効果を表すように示される。したがって、トランジスタＭ１が、ブーストおよび引き込み論理回路６４によって「オフ」にされたとき、トランジスタＭ１に存在するボディ・ダイオードは、ダイオードＤ１として電気的に動作する。ブーストおよび引き込み動作の間に、Ｄ４、Ｄ５、およびＤ６によって表されるトランジスタは常に「オフ」であり、したがってダイオードとして電気的に動作するので、ダイオードＤ４、Ｄ５、およびＤ６は、ダイオードとして示される。当業者は、任意の多数のスイッチング回路がトランジスタＭ１、Ｍ２、およびＭ３の代わりに使用されることができるが、この例示的な実施形態において、ＭＯＳＦＥＴトランジスタＭ１、Ｍ２、およびＭ３が使用される。
【００１８】
電源モニタ６０は、外部電源５８からの入力電圧が、緊急引き込み動作が開始されるべきであることを示す所定の閾値より下に低下したこと検出するように動作する。緊急引き込みが必要なときに、電源モニタ６０は、ＶＣＭ５６のブーストおよび駆動を開始するように、ブーストおよび引き込み論理回路６４に信号を送る。ブーストおよび引き込み論理回路６４は、スピンドル・モータ５４にあるエネルギーをＶＭコンデンサ６６に向けるように動作する。
【００１９】
ブーストおよび引き込み論理回路６４は、トランジスタＭ１、Ｍ２、およびＭ３のゲートに接続され、ブーストおよび引き込み論理回路６４が、トランジスタを選択的に「オン」および「オフ」することを可能にする。トランジスタＭ１、Ｍ２、およびＭ３のドレインは、それぞれダイオードＤ４、Ｄ５、およびＤ６を介して、スピンドル・モータ５４およびＶＭコンデンサ６６の両方に接続される。トランジスタＭ１、Ｍ２、およびＭ３のドレインに配置されるノードは、それぞれＰＵ、ＰＶ、およびＰＷとして示される。トランジスタＭ１、Ｍ２、およびＭ３のドレインは、それぞれ三相スピンドル・モータ５４の相に接続される。トランジスタＭ１のドレインは、Ｒｍ（１）およびＬｍ（１）を介してＢＥＭＦ（１）に接続され、トランジスタＭ２のドレインは、Ｒｍ（２）およびＬｍ（２）を介してＢＥＭＦ（２）に接続され、かつトランジスタＭ３のドレインは、Ｒｍ（３）およびＬｍ（３）を介してＢＥＭＦ（３）に接続される。スピンドル・モータ５４は三相モータであるので、各ＢＥＭＦ電圧は、他の２つのＢＥＭＦ電圧とは位相が異なる。したがって、時間における異なる点で、ノードＰＵ、ＰＶ、およびＰＷは、ＢＥＭＦ（１）、ＢＥＭＦ（２）、およびＢＥＭＦ（３）の発振する三相に対応する可変電圧レベルを有する。トランジスタＭ１、Ｍ２、およびＭ３のソースは、アースに接続される。ブーストおよび引き込み論理回路６４は、電力インバータ６８にも接続され、電力インバータ６８を交互に「オン」および「オフ」に変えるように、電力・インバータ６８にパルス幅変調された（「ＰＷＭ」）信号を提供するように動作する。電力・インバータ６８が「オン」に変わるとき、ＶＭコンデンサ６６は、ＶＣＭ５６を駆動するように動作する。
【００２０】
緊急引き込み動作の間、ブーストおよび引き込み論理回路６４は、２つの機能を実行する。第１に、ブーストおよび引き込み論理回路６４は、スピンドル・モータ５４に固有のエネルギーをブーストするように動作する。第２に、ブーストおよび引き込み論理回路６４は、電力が、ＶＣＭ５６に経済的な方法で供給されるように、インバータ６８を駆動するように引き込みＰＷＭ信号７０を送るように動作する。これらの動作は、排他的な方法で実行されない。ブーストおよび引き込み論理回路６４は、電力・インバータ６８に引き込みＰＷＭ信号７０を供給する間に、スピンドル・モータ５４からエネルギーをブーストするように動作することができる。
【００２１】
ＶＭコンデンサ６６が、所望の電圧レベルに充電されるブースト動作の間、ブーストおよび引き込み論理回路６４は、トランジスタＭ１、Ｍ２、およびＭ３を交互に「オン」および「オフ」に変わることによって、２つの段階サイクルを制御するように動作する。トランジスタＭ１、Ｍ２、およびＭ３が、「オン」である第１の段階の間、電流は、インダクタＬｍ（１）、Ｌｍ（２）、およびＬｍ（３）に傾斜状に上がる。第２の段階の間に、ブーストおよび引き込み論理回路６４は、インダクタＬｍ（１）、Ｌｍ（２）、およびＬｍ（３）に格納されたエネルギーが、ＶＭコンデンサ６６に移されるように、トランジスタＭ１、Ｍ２、およびＭ３を「オフ」に変える。どのようにこれが動作において作用するかを理解するために、例示的なサイクルが説明される。例示の目的のためにサイクルの第１の段階の間に、ＢＥＭＦ（１）が最高電圧を示し、ＢＥＭＦ（２）が中間電圧を示し、かつＢＥＭＦ（３）が最低電圧を示すように、ＢＥＭＦ電圧は、位相形成されることが仮定される。したがって、ノードＰＵは、時間におけるこの点で最も高い電圧であり、ノードＰＷは、時間におけるこの点で最も低い電圧であり、かつノードＰＶは、ノードＰＵとＰＷとの間の電圧である。ノードＰＵは、ノードＰＷより高い電圧であるので、電流経路は、ノードＰＷからノードＰＵへ形成される。特に、電流は、トランジスタＭ３のソースの接地接点から、ブーストおよび引き込み論理回路６４によって「オン」に変えられたトランジスタＭ３に介して、次に、Ｒｍ（３）およびＬｍ（３）を介して、次にＬｍ（１）およびＲｍ（１）を介してノードＰＵへ、最終的にブーストおよび引き込み論理回路６４によって「オン」に変えられたトランジスタＭ１に介して、トランジスタＭ１のソースに接続された接地接点へ移動する。ノードＰＷからノードＰＵへのこの電流経路の作用は、インダクタＬｍ（１）およびＬｍ（３）への電流の構築である。
【００２２】
ブースト動作の第２の段階の間に、ブーストおよび引き込み論理回路６４は、ＶＭコンデンサ６６の充電で使用するために、スピンドル・モータ・インダクタＬｍ（１）、Ｌｍ（２）、およびＬｍ（３）に構築された電流を抽出する。第２の段階は、トランジスタＭ１、Ｍ２、およびＭ３を「オフ」に変えるように動作するブーストおよび引き込み論理回路６４によって特徴付けられる。トランジスタＭ１、Ｍ２、およびＭ３が「オフ」であるとき、ブースト動作の第１の段階に関して議論された電流経路は遮断される。しかしながら、ブースト動作の第１の段階の間に構築された電流は、スピンドル・モータ・インダクタＬｍ（１）、Ｌｍ（２）、およびＬｍ（３）によって維持され、これらのスピンドル・モータ・インダクタは、磁気エネルギーを蓄積し、かつ電流における迅速な変化に抵抗する。上述された例に続いて、電流が、ノードＰＷからスピンドル・モータ・インダクタＬｍ（３）およびＬｍ（１）を介してノードＰＵへ流れることを思い出されたい。スピンドル・モータ・インダクタＬｍ（３）およびＬｍ（１）は、トランジスタＭ１、Ｍ２、およびＭ３が「オフ」に変わった後でも、この電流を維持するように動作する。電流は、電流における変化を抵抗するインダクタの性質のために、インダクタＬｍ（３）およびＬｍ（１）を介して流れ続ける。トランジスタＭ１、Ｍ２、およびＭ３を「オフ」に変えることによって、電流経路が変更され、電流は、接地から、トランジスタＭ３にボディ・ダイオード効果を示すダイオードＤ３を介して、Ｒｍ（３）およびＬｍ（３）を介して、次にＬｍ（１）およびＲｍ（１）からノードＰＵへ流れる。トランジスタＭ１が「オフ」であるので、電流は、ダイオードＤ４を介してＶＭコンデンサ６６へ流れ、結果としてＶＭコンデンサ６６の充電を生じる。
【００２３】
上述のように、ブーストおよび引き込み論理回路６４は、２つの段階サイクルを作るようにトランジスタＭ１、Ｍ２、およびＭ３を動作し、ブーストおよび引き込み論理回路６４が、トランジスタＭ１、Ｍ２、およびＭ３を、単一の引き込み動作の間に多数回「オン」および「オフ」に変えることを意味する。したがって、ブーストおよび引き込み論理回路６４は、スピンドル・モータ・インダクタＬｍ（１）、Ｌｍ（２）、およびＬｍ（３）における傾斜状に上がる電流間で変更するためにトランジスタを動作させ、この電流をＶＭコンデンサ６６に提供する。このように、ＶＭコンデンサ６６は、任意の所望の電圧レベルに調整されることができる。これは、スピンドル・モータから直接コンデンサにＢＥＭＦ電圧を提供する他の方法とは異なる。この方法は、コンデンサが、スピンドル・モータによって提供されるＢＥＭＦ電圧の電圧以下の電圧に充電されることだけを可能にする。本発明の上述された例示的な実施形態において、電流は、スピンドル・モータ・インダクタＬｍ（１）、Ｌｍ（２）、およびＬｍ（３）によって提供されるので、ＶＭコンデンサ６６の電圧は、任意の電圧に充電されることができ、実際にＢＥＭＦ（１）、ＢＥＭＦ（２）、およびＢＥＭＦ（３）によって提供される電圧レベルより高いことがある。
【００２４】
ブーストおよび引き込み論理回路６４の他の機能は、ＶＣＭ５６が読み取り／書き込みヘッドを引き込むために動作するように、電力インバータ６８に引き込みＰＷＭ信号７０を提供することである。当業者は、任意の数の回路が、電力インバータ６８の機能を実行するために使用されることができることを理解するが、電力インバータは、この例示的な実施形態で説明される。図３に示される本発明の例示的な実施形態は、ＶＣＭ５６に多数の離散する電力バーストを提供するために、電力インバータ６８を介するパルス幅変調（「ＰＷＭ」）を利用する。電力インバータ６８が「オン」であるとき、電力が、ＶＭコンデンサ６６から電力インバータ６８を介してＶＣＭ５６へ引き出される。引き込みＰＷＭ信号７０は、ＶＣＭ５６に全体的に平均量の電力を提供するために、定期的な間隔で多数の短い電力バーストを提供するように動作する。引き込みＰＷＭ信号７０は、信号がＰＷＭの全サイクルと比べて活性状態にある、時間の量として定義されるデューティ・サイクルに関して記載される。例えば、本発明の一実施形態において、引き込みＰＷＭ信号７０は、１５％のデューティ・サイクルを有し、電力インバータ６８が、時間の１５％が「オン」に変えられ、時間の８５％が「オフ」に変えられることを意味する。この方法において、ＶＣＭ５６の機械的な性質は、電力インバータ６８が「オフ」に変えられかつ、電力がＶＣＭ５６に供給されない期間の間に、ＶＣＭの慣性が読み取り／書き込みヘッドを移動させ続けることを可能にすることを利用することができる。引き込みＰＷＭ信号７０の使用は、ＶＭコンデンサ６６に格納されたエネルギーの経済的な利用を結果として生じる。例えば、ブーストおよび引き込み論理回路６４が、１５％のデューティ・サイクルを有する引き込みＰＷＭ信号７０を送るなら、電力インバータ６８は、時間の１５％だけをＶＭコンデンサ６６から電力を引き出す。
【００２５】
従来技術で使用されかつ図２に示される電圧調整器とは対照的に、電力インバータ６８の使用は、ＶＭコンデンサ６６に格納されたエネルギーのより経済的な利用も可能にする。ＶＣＭ５６は、引き込みＰＷＭ信号７０が、電力インバータ６８を「オン」に変えるときにだけに電力を引き出す。電力インバータ６８が「オフ」であるときに、無視できる電流がＶＭコンデンサ６６から引き出される。１つの例示的な実施形態において、電力インバータ６８は、相補的な金属酸化物半導体（「ＣＭＯＳ」）を使用する。
【００２６】
本発明の一例示的な実施形態において、引き込みＰＷＭ信号７０は、トランジスタＭ１、Ｍ２、およびＭ３が、「オン」および「オフ」を変えられるサイクルを逆転である。この実施形態において、ＰＷＭ信号は、電力インバータ６８が「オン」であるようになるとき、トランジスタＭ１、Ｍ２、およびＭ３は「オフ」である。例えば、ＰＷＭ信号が１５％のデューティ・サイクルを有するなら、電力インバータ６８は、時間の１５％で「オン」になる。これは、トランジスタＭ１、Ｍ２、およびＭ３が、時間の８５％で「オン」であり、時間の１５％で「オフ」であることを意味する。この構成の利点は、電力インバータ６８がＶＭコンデンサ６６から電力を引き出す１５％のデューティ・サイクルの間に、ＶＭコンデンサ６６に充電するために使用されるインダクタＬｍ（１）、Ｌｍ（２）、およびＬｍ（３）によって提供されるインダクタ電流から電力を引き出すこともできる。これは、ＶＭコンデンサ６６のキャパシタンスがより小さいことを可能にする。
【００２７】
したがって、本発明は、緊急の電力損失の状況の間に、ディスク表面から安全なランディング領域へ読み取り／書き込みヘッドを引き込むために、ディスク駆動スピンドル・モータからの戻り電動力を利用するアーキテクチャを記載した。アーキテクチャは、この蓄積されたエネルギーをブーストしかつ抽出するために使用される一連のトランジスタに動作する。エネルギーは、次に、読み取り／書き込みヘッドが、ディスクから離れて移動されかつ安全なランディング領域に配置されるように、音声コイル・モータに供給される。
【００２８】
本発明は、好ましい実施形態を参照して記載されたが、当業者は、変更が、本発明の精神および範囲を逸脱することなく形態および詳細においてなされることができることを理解するであろう。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】安全なパーキング領域を有するディスク・ドライブ・システムを示す図である。
【図２】緊急引き込み性能を有する一般的なＶＣＭ制御回路のブロック図である。
【図３】緊急引き込み性能を有する本発明のＶＣＭ制御回路のブロック図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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