专利名称：盘驱动装置、用于盘驱动装置的电子电路及其供电方法
技术领域：
本发明涉及具有信息记录介质的盘驱动设备。
技术背景盘驱动器为信息存储设备。盘驱动器包括夹在旋转轴上的 一个或多个 盘、以及至少一个从每个盘表面读取表示数据的信息和/或向每个盘表面写 入数据的磁头。由耦合至可由音圈电动机驱动的致动器的悬架支承磁头。 盘驱动中的控制电子装置向音圈电动机提供电脉沖以将磁头移至盘上的期 望位置从而读取和写入数据，以及使磁头在不使用时或者以其它方式期望 保护盘驱动器时停在安全区域。盘驱动设备正应用于许多电池供电的便携设备，该设备期望尽量减小 能耗。许多盘驱动器具有各种功率保持模式，包括当在预定时间内没有使 用该驱动器时移除主轴电动机的功率。但是，盘驱动设备中的电子装置还 消耗大量功率。需要减少盘驱动电子装置的能耗。发明内容本发明集中于充分消除由于相关技术的限制和不足引起的一个或多个 问题的盘驱动装置、盘驱动电路的电子电路、及其供电方法。根据本发明的实施例，盘驱动装置包括盘，其具有由近似同心的图形形成的多个磁道；磁头滑块，其从盘读取数据和向盘写入数据； 电动机驱动器，其被配置为将磁头滑块移向盘上的目标位置； 电子电路，其被配置为在读/写操作中处理读/写数据；以及电源，其被配置为基于磁头滑块的位置对电子电路供电。 根据本发明另一个实施例， 一种用于盘驱动装置的电子电路，该装置 包括具有由近似同心的图形形成的多个磁道的盘、以及用于从盘读取数据和向盘写入数椐的磁头，该电子电路包括第一电路，其被配置为在读/写操作中处理读/写数据；以及 电源，其被配置为基于磁头滑块的位置对第一电路供电。 才艮据本发明的另 一个实施例， 一种对盘驱动装置的电子电路供电的方法，该装置包括具有由近似同心的图形形成的多个磁道的盘、以及用于从盘读取数据和向盘写入数据的磁头滑块，该方法包括确定磁头滑块的目标位置；以及基于目标位置对电子电路供电。
通过示例描述本发明，本发明不限于附图，其中相同的标记表示相似 的元件，其中图l是根据实施例的磁记录和再现装置(硬盘驱动器)的透视图； 图2是根据实施例的磁盘的示意俯视图； 图3是示出4艮据实施例的磁盘上伺服区和数据区的示意图； 图4是示出根据实施例的磁盘上伺服区和数据区的俯视图； 图5是示出采用区域位记录系统的磁盘的示意图； 图6是根据实施例的磁记录和再现装置(硬盘驱动器)的框图； 图7是才艮据实例实施例的用于盘驱动"i殳备的转换电压调节装置的示意 框图；图8示出了施加至读/写通道IC和区域的电压表；图9是根据实施例对读/写通道IC供电的方法的流程图；以及图10示出了读/写通道IC的读/写功率消耗。
具体实施方式
以下，将参考附图描述本发明的实例实施例。图1是根据实施例的磁记录和再现装置(硬盘驱动器)的透视图。磁记录和再现装置包括底架10内的磁盘11、具有读磁头和写磁头的磁头滑 块16、支承磁头滑块16的磁头悬臂组件(悬臂15和致动器臂14 )、音圏 电动机(VCM) 17和电路板。磁盘11被安装在主轴电动机12上并由其旋转。各种数字数据被以垂 直》兹记录方式记录在磁盘11上。在实例实施例中，组合在磁头滑块16中 的磁头是所谓的集成磁头，其包括具有单极结构写磁头和采用屏蔽MR读 元件(例如GMR膜或者TMR膜)的读磁头。悬臂15被保持在致动器臂 14的一端以支承磁头滑块16朝向磁盘11的记录表面。致动器臂14连至 轴13。在致动器臂14的另一端提供用作致动器的音圏电动机(VCM) 17。 音圈电动机(VCM) 17驱动磁头悬臂组件将磁头定位在磁盘11的任意径 向位置。该电路板包括磁头IC，其产生音圏电动机(VCM)的驱动信号 和用于控制磁头进行读写操作的控制信号。图2是根据实施例的磁盘11的示意俯^L图。图2示出了数据区18和 伺服区19。用户数据被记录在每个数据区18上。用于磁头定位的伺服数 据被记录在每个伺服区19上。在磁盘表面，伺服区19的形状为对应于磁 头滑块在访问时的轨迹的圆弧。参考图3和4，将描述伺服区和数据区的图形。如图3所示意性示出， 伺服区19示出为包括前导部分41、寻址部分42、和用于检测偏差的脉冲 部分43。提供前导部分41执行PLL过程，该过程合成用于相对于由介质旋转 偏斜所引起的偏差的伺月M言号读取的时钟，以及AGC过程，该过程维持 合适的信号幅值。寻址部分42可具有以周向上和前导部分41相同的间距采用Manchester 编码形成的称为伺服标记的伺服信号识别码、扇区数据、柱面数据等等。 特别是，因为柱面数据具有显示对各个伺服磁道变化的数据的图形，其可 在转换为提供相邻磁道间最小差异的Gray编码后采用Manchester编码记 录，以减小寻道操作中地址读取错误的不利影响。脉冲部分43为用于检测柱面地址相对于在磁道状态的离磁道量的离磁道检测区。脉沖部分43通过 实例示出为具有四个脉冲标志区(称为A、 B、 C和D脉冲)，其径向图 形相在相应的区域相互改变。周向上以和前导部分相同的间多巨i殳置多个标 记。每个脉冲的径向周期与寻址图形变化的周期成比例，换言之，与伺服 磁道周期成比例。根据本实例实施例，相应脉冲在周向形成为长度为10 个周期。在作为伺服磁道周期两倍长的周期内径向重复该脉冲。在脉冲区 43，磁材料的占用率大约为75%。将不详细描述基于脉冲区域43检测位置的原理。通过计算从A、 B、 C和D脉沖读取的信号平均幅值获得离道量。图5是解释根据该实例实施例的磁盘11的示图。图5示出了采用区域 位记录系统的磁盘11。对盘驱动装置应用恒定线密度记录(CDR)方法以 提高面密度。磁盘11在周向上被分割为区Z0至Z3。注意该数个区不反映 实际磁盘，而是所述区被示意性示出。磁盘11还包括每个盘表面上的多个磁道。通过两个实例磁道例如磁盘 11表面上的磁道23示出多个磁道。伺服区19横跨磁盘11上的多个磁道 例如磁道23。在一些实例实施例中，该多个磁道可设置为一組基本上同心 的圆。沿嵌入伺服区19之间的磁道将数据存储在固定扇区内。磁盘11上 的磁道每个都包括多个数据扇区。更具体是，数据扇区为具有固定块长度 和固定数据存储容量的磁道(例如每个数据扇区的512个用户数据字节) 的一部分。朝向磁盘ll内部的磁道不如朝向磁盘11外围的磁道长。因此， 朝向磁盘11内部的磁道不能保持为和朝向磁盘11外围的磁道一样多的扇 区。能够保持相同数量数据扇区的磁道被划分为数据区例如ZO、 Zl、 Z2和Z3。因为密度和数据率随着数据区而不同，所以伺服区19可打断和分 裂至少一些数据扇区。在外部磁道，盘驱动器将具有比在内部磁道上高得多的读取速度。相 似地，盘驱动器在外部磁道上的写入速度将比内部磁道高得多。图6示出了根据实施例的磁记录和再现装置(硬盘驱动器)的框图。 该图仅仅示出了在磁盘11顶面上方的磁头滑块16。但是，在磁盘ll每侧上形成垂直磁记录层。分别在磁盘底面和顶面上方提供下磁头和上磁头。盘驱动包括称为磁头磁盘组件(HDA)的主体单元100和印刷电路板 (PCB) 200。如图6所示出，磁头磁盘组件(HDA) 100具有磁盘11、旋转磁盘11 的主轴电动机(SPM) 12、包括读磁头和写磁头的磁头滑块16、悬臂15 和致动器臂14、音圏电动机(VCM) 17、和未示出的磁头放大器(HIC)。 磁头滑块16具有包括GMR元件的读磁头和包括单极的写磁头。由提供在悬臂15上的万向接头弹性支承磁头滑块16。悬臂15连接于 旋转连接至轴13的致动器臂14。音圈电动机(VCM) 17产生围绕轴13 的力矩以使致动器臂14沿磁盘11径向移动磁头。磁头放大器(HIC)被 固定至致动器臂14以放大至磁头的输入信号和^U兹头输出的信号。磁头放 大器(HIC)经柔性印刷线缆(FPC) 120连至印刷电路板(PCB) 200。 在致动器臂14上提供磁头放大器(HIC )可有效降低磁头信号的噪声。但 是，可将磁头方文大器(HIC )固定至HAD主体。如上所述，在磁盘ll的每侧上形成垂直磁记录层，并且每个形状为圆 弧的伺服区形成为对应移动磁头的轨迹。磁盘的规格满足适合于特定驱动 器的外径、内径和读/写特征。由伺服区形成的圆弧半径为从轴到磁头元件 的距离。在所示出的实例实施例中，四个主要的电子元件即所谓的系统LSI被 设置在印刷电路板(PCB) 200上。该系统LSI为盘控制器(HDC) 210、 读/写通道IC220、 MPU230、和电动才几驱动器IC 240。MPU230为驱动系统的控制单元，并包括利用才艮据本实施例的磁头定 位控制系统的ROM、 RAM、 CPU和逻辑处理单元。逻辑处理单元为由硬 件电路组成的执行高速计算的算术处理单元。逻辑处理电路的固件(FW) 被保存至ROM。 MPU230才艮据FW控制驱动器。盘控制器(HDC) 210为硬盘驱动器中的接口单元，其通过和盘驱动 及主计算机500 (例如个人计算机)之间的接口、以及和MPU 230、读/ 写通道IC 220、和电动机驱动器IC 240之间交换信息而管理整个驱动器。读/写通道IC 220为和读/写操作相关的磁头信号处理单元。读/写通道 IC 220由切换磁头放大器(HIC )的通道和处理读/写操作中读/写信号的电 路组成。电动机驱动器IC 240为用于音圏电动才几(VCM) 17和主轴电动机12 的驱动器单元。电动机驱动器IC 240控制主轴电动机12以使主轴电动机 12可以以固定速度旋转、并对VCM17提供电流以驱动磁头移动4几构，该 电流基于MPU 230的VCM调控变量确定。在该实例实施例中，由图7中以300示出的切换调节器电路对电子元 件例如上述盘驱动器的读/写通道IC 220供电。根据反馈电压提供目标电 压，所述反馈电压可在两个或多个值之间切换以提供不同的目标电压。电压调节器310被连至电源电压315。调节器310具有调节在325提 供的输出电压的输入端320。输入端320被耦合至在两个固定值之间切换 的过滤控制信号，该固定值通过电阻器330、电阻器335和电阻器340的 组合实现。电阻器340被耦合至输出电压和输入端320。电阻器330和335 被可控地并联耦合至输入端320，有效形成了电阻器340与电阻器330和 335的选择并联组合之间的可变分压器。N通道MOS晶体管345被用作在两个固定电压状态之间转换的开关， 所述状态包括输入端320上的控制信号。处于开状态的晶体管345允许电 流流过电阻器335，产生流过两个电阻器330和335的电流的并联路径， 产生提供给输入端320的较高控制电压。当晶体管345关闭时，基本上所 有的流经电阻器330的电流，造成提供给输入端320的对应于较高调节器 输出端325的较低控制电压。在一个实例实施例中，调节器电压可在大约 1.2伏和1.4伏之间转换。在其它实例实施例中，可提供其他电阻器(或者 电阻不同的电阻器)和开关，以允许其他调节器电压输出级。在一个实例实施例中，由耦合至晶体管345的输入端的电容器350和 电阻器355形成附加滤波器。该RC滤波器可用于在经输入端360的输入 信号的控制下在两个目标电压级之间緩慢转换，其在一个实例实施例中为 提供合适的级信号以打开或者关闭晶体管345的设备，例如变换器。在一个实例实施例中，由电容器350和电阻器所形成的RC滤波器的 时间常M够大，以防止在电压调节器310内部发生显著的瞬态事件。緩 慢倾斜的目标电压可通过限制由电压调节器310所检测的任何电压误差的 幅值来大大减小瞬时电流。这允许基于驱动器所要求的功能的期望范围在 两个电压幅值之间切换。当磁头滑块16的读磁头或者写磁头设置在内磁道附近时，无ife^或者 写，将不必对读/写通道IC 220如同磁头位于外磁道上或者外磁道附近时 那样地供电。因此，当磁头滑块16的读磁头或者写磁头定位在内磁道上时， 对读/写通道IC 220供电减小。当然，不同的电力水平可用于盘上不同的 区。在该实例实施例中，电压调节器310根据盘数据传输速度提供不同的 期望目标电压，以对读/写通道IC220供电。图8示出了向读/写通道IC 220和区域ZO至Z3供应的电压实例表格。 当磁头滑块16的读磁头或者写磁头位于区域ZO或者Zl任意一个上且读 取盘上的数据或者向盘写入数据时，向读/写通道IC 220供应1.4V的电压。 当磁头滑块16的读磁头或者写磁头位于区域Z2或者Z3任意一个上且读 取盘上的数据或者向盘写入数据时，电压调节器310控制目标电压从而将 1.2V的较低电压供应至读/写通道IC 220。图9是对读/写通道IC 220供电的实例方法的流程图。HDC 210接收指令从主计算机500读取数据或者向主计算机500写入 数据，并且接^示位置的LBA (逻辑块地址)以读取或者写入数据(框 610)。由所接收的LBA计算磁头滑块16的目标磁道，并确定ZO、 Zl、 Z2和Z3的哪个区对应于目标磁道(框620 )。控制VCM 17以将磁头滑 块16移至目标磁道(框630 )。当磁头滑块16移至目标磁道时，但是例 如采用图8所示出的表格确定供应至读/写通道IC 220的电压(框640 )。 如果目标磁道属于区域ZO或者Zl任意一个，则控制电压调节器310向读 /写通道IC220供应1.4V的电压(框650)。如果目标磁道属于其它区域， 则控制电压调节器310向读/写通道IC220供应1.2V的电压(框660)。图10示出了读/写通道IC 220的实例读/写功率消耗。根据图10，通压1.2V而降低能耗。在实例实施例中，因为读取数据时预计节省超过5% 的功率，所以期望该实施例应用至具有内置式盘驱动器的移动音频纟番放器或者移动视频播放器。前面对特别实施例的描述充分公开了本发明的总体原理，从而其他人 员可通过应用当前知识容易更改和/或改变其以用于各种应用，而不偏离总 体构思，因此所述改变和更改旨在被包含在所公开实施例的等同物的意义 和范围内。将理解这里所使用的措词或者术语是为描述的目的而非限制性。因此 本发明旨在包括所有这种落入所附权利要求书的实质和宽广范围内的选 择、更改、等同物以及改变。
权利要求
1.一种盘驱动装置，其特征在于包括盘，其具有由近似同心的图形形成的多个磁道；磁头滑块，其从所述盘读取数据和向盘写入数据；电动机驱动器，其被配置为将所述磁头滑块移向盘上的目标位置；电子电路，其被配置为在读/写操作中处理读/写数据；以及电源，其被配置为基于所述磁头滑块的位置对所述电子电路供电。
2. 根据权利要求1的盘驱动装置，其特征在于，所述电源被配置为，位于外磁道附近时对电子电路提供的电力。
3. 根据权利要求1的盘驱动装置，其特征在于，所述电源基于所述 磁头滑块所定位的磁道向所述电子电路供电。
4. 根据权利要求1的盘驱动装置，其特征在于，所述电源基于所述 磁头滑块所定位的区对所述电子电路供电。
5. 根据权利要求1的盘驱动装置，其特征在于，所述电子电路包括 读/写通道IC。
6. —种用于盘驱动装置的电子电路，所述盘驱动装置包括具有由近 似同心的图形形成的多个磁道的盘、以及从盘读取数据和向盘写入数据的 磁头滑块，其特征在于包括第一电路，其被配置为在读/写操作中处理读/写数据；以及电源，其被配置为基于所述磁头滑块的位置对所述第一电路供电。
7. 根据权利要求6的电子电路，其特征在于，还包括电动机驱动器， 其被配置为将所述磁头滑块移向所述盘上的目标位置。
8. 根据权利要求6的电子电路，其特征在于，当所述磁头滑块位于 内磁道时所述电源对所述第一电,供的电力低于当磁头滑块位于外磁道 所述电源时对所述第 一 电路提供的电力。
9. 根据权利要求6的电子电路，其特征在于，所述电源基于所述磁头滑块所定位的》兹道向所述第一电路供电。
10. 根据权利要求6的电子电路，其特征在于，所述电源基于所述磁 头滑块所定位的区对所述第一电路供电。
11. 根据权利要求6的电子电路，其特征在于，所述第一电路包括读 /写通道IC。
12. —种对盘驱动装置的电子电路供电的方法，所述装置包括具有由 近似同心的图形形成的多个磁道的盘以及从盘读取数据和向盘写入数据的 磁头滑块，所述方法特征在于包括确定所述》兹头滑块的目标位置；以及基于所述目标位置对所述电子电路供电,
13.根据权利要求12的方法，其特征在于，当所M头滑块位于内子电路提供的电力。
14. 根据权利要求12的方法，其特征在于，基于所逸磁头滑块所定 位的磁道向电子电路供电。
15. 根据权利要求12的方法，其特征在于，基于所述磁头滑块所定 位的区对电子电路供电。
16. 根据权利要求12的方法，其特征在于 所述电子电路包括读/写通道IC。
全文摘要
一种盘驱动装置、用于盘驱动装置的电子电路及其供电方法，根据一个实施例，盘驱动装置包括具有多个由近似同心的图形形成的磁道的盘(11)、从该盘读取数据以及向该盘写入数据的磁头滑块(16)、配置为将磁头滑块移向盘上目标位置的电动机驱动器(240)、配置为将数据传输至主计算机以及从主计算机传输数据的电子电路(210)、以及配置为基于磁头滑块位置向电子电路供电的电源(300)。
文档编号G11B5/60GK101276597SQ20081000882
公开日2008年10月1日 申请日期2008年1月24日 优先权日2007年3月28日
发明者冈村博司 申请人:株式会社东芝