控制驅(qū)動(dòng)電壓的振幅和相位以從主軸電機(jī)生成電力的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置的制造方法
【專(zhuān)利摘要】本申請(qǐng)涉及控制驅(qū)動(dòng)電壓的振幅和相位以從主軸電機(jī)生成電力的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置。公開(kāi)一種數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置，其包括：磁盤(pán)、被配置為旋轉(zhuǎn)磁盤(pán)的主軸電機(jī)和在磁盤(pán)上方被致動(dòng)的磁頭，其中所述主軸電機(jī)包括多個(gè)繞組?；趽Q向序列使主軸電機(jī)的繞組換向并將周期性驅(qū)動(dòng)電壓施加至每個(gè)繞組，其中周期性驅(qū)動(dòng)電壓包括正常操作期間的工作振幅。當(dāng)電源電壓降至閾值以下時(shí)，通過(guò)至少調(diào)整周期性驅(qū)動(dòng)電壓的振幅和相位，使得流過(guò)每個(gè)繞組的周期性電流基本上與每個(gè)繞組生成的正弦反電勢(shì)(BEMF)電壓在相位上相反，從而將主軸電機(jī)配置成電力發(fā)電機(jī)。
【專(zhuān)利說(shuō)明】控制驅(qū)動(dòng)電壓的振幅和相位以從主軸電機(jī)生成電力的數(shù)據(jù)存 儲(chǔ)裝置
【背景技術(shù)】
[0001] 諸如磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置包括磁盤(pán)和連接至致動(dòng)器臂的遠(yuǎn)端的磁頭，其中 致動(dòng)器臂通過(guò)音圈電機(jī)(VCM)圍繞樞軸旋轉(zhuǎn)以將磁頭徑向定位在磁盤(pán)上方。磁盤(pán)包括多個(gè) 徑向間隔的用于記錄用戶(hù)數(shù)據(jù)扇區(qū)和伺服扇區(qū)的同心磁道。伺服扇區(qū)包括磁頭定位信息 (例如，磁道地址），該信息通過(guò)磁頭讀取并通過(guò)伺服控制系統(tǒng)處理以在磁頭逐磁道尋道時(shí) 控制致動(dòng)器臂。
[0002] 圖1將現(xiàn)有技術(shù)磁盤(pán)格式2示為包括由圍繞每個(gè)伺服磁道的圓周記錄的伺服扇區(qū) 6〇-6n限定的若干伺服磁道4。每個(gè)伺服扇區(qū)6,包括用于存儲(chǔ)周期圖案的前導(dǎo)碼8和用于存儲(chǔ) 特殊圖案的同步標(biāo)志10,其中周期圖案允許讀取信號(hào)的適當(dāng)增益調(diào)整和時(shí)序同步，特殊圖 案用于與伺服數(shù)據(jù)字段12符號(hào)同步。伺服數(shù)據(jù)字段12存儲(chǔ)諸如伺服磁道地址的粗磁頭定位 信息，該粗磁頭定位信息用于在尋道操作期間將磁頭定位在目標(biāo)數(shù)據(jù)磁道上方。每個(gè)伺服 扇區(qū)6,進(jìn)一步包括伺服脈沖組14(例如，N和Q伺服脈沖），以相對(duì)于彼此和相對(duì)于伺服磁道 中心線的預(yù)定相位記錄這些脈沖組?；谙辔坏乃欧}沖14提供精細(xì)磁頭定位信息，該精 細(xì)磁頭定位信息用于中心線追蹤并在寫(xiě)入/讀取操作期間存取數(shù)據(jù)磁道。通過(guò)讀取伺服脈 沖14生成位置誤差信號(hào)（PES)，其中PES表示磁頭相對(duì)于目標(biāo)伺服磁道的中心線的測(cè)量位 置。伺服控制器處理PES以生成應(yīng)用于磁頭致動(dòng)器(例如，音圈電機(jī)）的控制信號(hào)，以便在減 小PES的方向上、在磁盤(pán)上方徑向致動(dòng)磁頭。
[0003] 磁盤(pán)2通常由主軸電機(jī)以高速旋轉(zhuǎn)，使得空氣軸承形成在磁頭和磁盤(pán)表面之間。為 了生成使得主軸電機(jī)旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，換向控制器使用具體換向序列，將驅(qū)動(dòng)信號(hào)施加至 主軸電機(jī)的繞組?，F(xiàn)有技術(shù)磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器通常通過(guò)測(cè)量由主軸電機(jī)的繞組生成的反電動(dòng)勢(shì) (BEMF)電壓的過(guò)零點(diǎn)頻率來(lái)控制繞組的換向。現(xiàn)有技術(shù)磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器還可以在電力故障期間 將主軸電機(jī)生成的BEMF電壓用作電源以幫助關(guān)機(jī)操作，諸如將磁頭卸載在斜坡(ramp)上。
【附圖說(shuō)明】
[0004] 圖1示出包括由伺服扇區(qū)限定的多個(gè)伺服磁道的現(xiàn)有技術(shù)磁盤(pán)格式。
[0005] 圖2A示出根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器形式的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置，該裝置包括在由主 軸電機(jī)旋轉(zhuǎn)的磁盤(pán)上方被致動(dòng)的磁頭。
[0006] 圖2B是根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式的流程圖，其中當(dāng)電源電壓降至閾值以下時(shí)，通過(guò)調(diào)整 周期性驅(qū)動(dòng)電壓的相位和振幅，使得流過(guò)每個(gè)繞組的周期性電流大體上與每個(gè)繞組生成的 正弦反電勢(shì)(BEMF)電壓在相位上相反，從而主軸電機(jī)被配置成電力發(fā)電機(jī)。
[0007] 圖3A示出根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的控制電路系統(tǒng)，其包括用于基于換向序列驅(qū)動(dòng)主軸電 機(jī)的繞組的多個(gè)開(kāi)關(guān)。
[0008] 圖3B示出一個(gè)實(shí)施方式，其中通過(guò)調(diào)整周期性驅(qū)動(dòng)電壓的相位和振幅，使得流過(guò) 每個(gè)繞組的周期性電流大體上與每個(gè)繞組生成的正弦反電勢(shì)(BEMF)電壓在相位上相反，從 而主軸電機(jī)被配置成電力發(fā)電機(jī)。
[0009] 圖4A和圖4B示出一個(gè)實(shí)施方式，其中當(dāng)電源電壓降至閾值以下時(shí)，通過(guò)比較電源 電壓與目標(biāo)電壓以生成誤差信號(hào)以及基于誤差信號(hào)調(diào)整周期性驅(qū)動(dòng)電壓的相位和振幅，主 軸電機(jī)被配置成電力發(fā)電機(jī)。
[0010] 圖5示出一個(gè)實(shí)施方式，其中當(dāng)電源電壓降至閾值以下時(shí)，主軸電機(jī)通過(guò)以下方式 被配置成電力發(fā)電機(jī)：比較電源電壓與目標(biāo)電壓以生成誤差信號(hào)，以及基于誤差信號(hào)調(diào)整 周期性驅(qū)動(dòng)電壓的相位和振幅。
[0011] 圖6A和圖6B示出一個(gè)實(shí)施方式，其中目標(biāo)電壓基本上最大化電源電壓供電的穩(wěn)壓 器的效率。
【具體實(shí)施方式】
[0012] 圖2A示出根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器形式的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置，該數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置包 括:磁盤(pán)16、配置為旋轉(zhuǎn)磁盤(pán)16的主軸電機(jī)18和在磁盤(pán)16上方被致動(dòng)的磁頭20，其中主軸電 機(jī)18包括多個(gè)繞組?；趽Q向序列使主軸電機(jī)18的繞組換向并將周期性驅(qū)動(dòng)電壓施加至每 個(gè)繞組，其中周期性驅(qū)動(dòng)電壓包括正常操作期間的工作振幅。磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器進(jìn)一步包括控制 電路系統(tǒng)22,其被配置為執(zhí)行圖2B的流程圖，其中當(dāng)電源電壓降至閾值以下時(shí)(框24)，通過(guò) 至少調(diào)整周期性驅(qū)動(dòng)電壓的相位和振幅，使得流過(guò)每個(gè)繞組的周期性電流大體上與每個(gè)繞 組生成的正弦反電勢(shì)（BEMF)電壓在相位上相反(框26)，從而主軸電機(jī)被配置為電力發(fā)電 機(jī)。
[0013]在圖2A的實(shí)施例中，磁盤(pán)16包括限定多個(gè)伺服磁道32的多個(gè)伺服扇區(qū)30〇-30ν，其 中相對(duì)于伺服磁道以相同或不同徑向密度限定數(shù)據(jù)磁道。控制電路系統(tǒng)22處理源于磁頭20 的讀取信號(hào)34,以解調(diào)伺服扇區(qū)30〇-30ν并生成位置誤差信號(hào)(PES)，該信號(hào)表示磁頭的實(shí)際 位置和相對(duì)于目標(biāo)磁道的目標(biāo)位置之間的誤差?？刂齐娐废到y(tǒng)22中的伺服控制系統(tǒng)使用合 適的補(bǔ)償濾波器將PES濾波以生成施加至音圈電機(jī)(VCM)38的控制信號(hào)36,以便在降低PES 的方向上、在磁盤(pán)16上方徑向致動(dòng)磁頭20,其中音圈電機(jī)(VCM)38圍繞樞軸旋轉(zhuǎn)致動(dòng)器臂 40。伺服扇區(qū)30〇-30n可以包括任何適合的磁頭位置信息，諸如，用于粗定位的磁道地址和用 于精細(xì)定位的伺服脈沖。伺服脈沖可以包括任何適合的圖案，諸如基于振幅的伺服圖案或 基于相位的伺服圖案（圖1)。
[0014]圖3A示出根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的控制電路系統(tǒng)22,其中為了驅(qū)動(dòng)換向控制器44的換向 序列，可以處理由主軸電機(jī)18的繞組生成的反電動(dòng)勢(shì)(BEMF)電壓42。主軸控制框46可以處 理BEMF信號(hào)48，該BEMF信號(hào)可以是表示由BEMF檢測(cè)器50檢測(cè)的BEMF過(guò)零點(diǎn)的方波。換向控 制器44可以生成控制信號(hào)52,該控制信號(hào)52配置BEMF檢測(cè)器50以檢測(cè)由每個(gè)繞組在磁盤(pán)旋 轉(zhuǎn)時(shí)生成的BEMF電壓的過(guò)零點(diǎn)。換向控制器44還生成施加至換向邏輯56的控制信號(hào)54。在 圖3的實(shí)施例中，為了利用驅(qū)動(dòng)電壓+V和-V驅(qū)動(dòng)繞組，換向邏輯56由控制信號(hào)54配置以控制 開(kāi)關(guān)58狀態(tài)。換向邏輯44可以以任意合適的方式操作，諸如通過(guò)將開(kāi)關(guān)58驅(qū)動(dòng)為線性放大 器，其中該線性放大器將連續(xù)時(shí)間正弦電壓施加至繞組。在另一個(gè)實(shí)施例中，換向邏輯56可 以使用脈沖寬度調(diào)制(PWM)(諸如，使用方波PWM、梯形PWM或正弦PWM)驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)58。無(wú)論如何 驅(qū)動(dòng)繞組，換向控制器44生成控制信號(hào)54,使得繞組以正確周期換向，從而生成使得主軸電 機(jī)旋轉(zhuǎn)的期望旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。在一個(gè)實(shí)施例中，主軸控制框46可以生成控制信號(hào)60,其控制被施 加至繞組的周期性驅(qū)動(dòng)電壓(連續(xù)或PWM)的有效振幅，從而控制主軸電機(jī)18的速度。
[0015] 如果電力故障發(fā)生并且磁盤(pán)16正在旋轉(zhuǎn)，則存在剩余動(dòng)能，因?yàn)榇疟P(pán)16繼續(xù)旋轉(zhuǎn) 主軸電機(jī)18,并且因此主軸電機(jī)18能夠被轉(zhuǎn)換成用于向控制電路系統(tǒng)22供電的電力發(fā)電機(jī) 并執(zhí)行關(guān)機(jī)操作(諸如在將磁頭20卸載至斜坡上之前，完成至磁盤(pán)16的當(dāng)前寫(xiě)入操作）。在 一個(gè)實(shí)施例中，主軸電機(jī)18可以在電源電壓Vpwr 62降至閾值以下（例如，由于電力故障或 其它電力瞬態(tài)事件造成)時(shí)，通過(guò)向電源電壓Vpwr 62供應(yīng)電流來(lái)生成電力。
[0016] 在圖2A的實(shí)施方式中，在正常操作期間旋轉(zhuǎn)磁盤(pán)時(shí)基于下式生成用于驅(qū)動(dòng)主軸電 機(jī)的繞組的周期性驅(qū)動(dòng)電壓Vd:
[0018]其中，|Vd|表示周期性驅(qū)動(dòng)電壓的振幅，ω 表示旋轉(zhuǎn)頻率（在電循環(huán)中）， 爐相位（)表示對(duì)應(yīng)于繞組的相位的相位偏移，以及Φτ表示將加速力施加至主軸電 機(jī)的相位偏移。在一個(gè)實(shí)施方式中，當(dāng)流過(guò)繞組的電流與每個(gè)繞組生成的正弦BEMF電壓在 相位上大體上相反時(shí)，可以最大化(例如，在電力故障期間）主軸電機(jī)18生成的電力。此外， 在圖3Β例示的實(shí)施方式中，當(dāng)電源電壓Vpwr 62降至閾值以下時(shí)，控制電路系統(tǒng)可以基于下 式配置施加至每個(gè)繞組的周期性驅(qū)動(dòng)電壓Vd的振幅| Vd |和相位Φ :
[0021 ]其中RPM表示測(cè)量的主軸電機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度，| Vb(RPM) |表示作為所測(cè)量的旋轉(zhuǎn)速度 的函數(shù)的正弦BEMF電壓的振幅，R表示繞組的電阻，L表示繞組的電感，ω %%表示正弦BEMF 電壓的頻率以及|1|表示流過(guò)繞組的周期性電流的振幅。如圖3Β所示，當(dāng)基于以上公式控制 周期性驅(qū)動(dòng)電壓的振幅和相位時(shí)，流過(guò)每個(gè)繞組的電流的相位與每個(gè)繞組生成的正弦BEMF 電壓的相位大體上相反，從而使主軸電機(jī)生成的電力最大化。
[0022] 圖4Α和4Β示出其中當(dāng)電源電壓降至閾值以下時(shí)(框64)，主軸電機(jī)通過(guò)至少以下方 式被配置成電力發(fā)電機(jī)的一個(gè)實(shí)施方式：比較電源電壓與目標(biāo)電壓以生成誤差信號(hào)（框 66)，以及基于誤差信號(hào)調(diào)整周期性驅(qū)動(dòng)電壓的振幅和相位(框68)。圖5示出根據(jù)這個(gè)實(shí)施 方式的控制電路系統(tǒng)，其中，在電力故障期間，例如，通過(guò)主軸電機(jī)18供應(yīng)電流70。磁盤(pán)驅(qū)動(dòng) 器的負(fù)載72消耗這個(gè)電流70的部分（以給負(fù)載72供電），并因此負(fù)載電流74被示為從主軸電 機(jī)18供應(yīng)的電流70中減去，留下的剩余電流76給電源電壓電容器78充電。電源電壓Vpwr 62 的振幅取決于負(fù)載72消耗的電流74的量。
[0023] 在一個(gè)實(shí)施方式中，調(diào)節(jié)主軸電機(jī)18生成的電力量以將電源電壓Vpwr 62維持在 目標(biāo)電壓Vtarget 80。再次參照?qǐng)D5,將電源電壓Vpwr 62從目標(biāo)電壓Vtarget 80中減去以 生成誤差信號(hào)82。適合的補(bǔ)償器84(例如，比例-積分-微分(PID)補(bǔ)償器)對(duì)誤差信號(hào)82濾波 以生成濾波后的誤差信號(hào)86。電流控制框88處理濾波后的誤差信號(hào)86以調(diào)整周期性驅(qū)動(dòng)電 壓Vd的振幅| Vd |和相位Φ。例如，在一個(gè)實(shí)施方式中，隨著驅(qū)動(dòng)電壓的振幅| Vd |減小(直到 極限），主軸電機(jī)18生成的電力增加。此外，在上述實(shí)施方式中，可以通過(guò)調(diào)整周期性驅(qū)動(dòng)電 壓Vd的振幅| Vd |和相位Φ，使得流過(guò)每個(gè)繞組的周期性電流大體上與每個(gè)繞組生成的正弦 反電勢(shì)(BEMF)電壓在相位上相反，從而最大化主軸電機(jī)18生成的電力。因此，在一個(gè)實(shí)施方 式中，當(dāng)過(guò)濾后的誤差信號(hào)86是負(fù)的（指示電源電壓Vpwr 62小于目標(biāo)電壓V目標(biāo)(Vtarget) 80)時(shí)，電流控制框88可以減小周期性驅(qū)動(dòng)電壓Vd的振幅| Vd |并增加周期性驅(qū)動(dòng)電壓Vd的 相位Φ，以便增加主軸電機(jī)18生成的電力，從而增加電源電壓Vpwr 62直到其匹配目標(biāo)電壓 Vtarget 80〇
[0024] 在一個(gè)實(shí)施方式中，例如，可以相對(duì)于主軸電機(jī)18可以生成的峰值電力和/或相對(duì) 于電力故障操作期間獲得的電力效率的期望水平限制調(diào)整周期性驅(qū)動(dòng)電壓的振幅和/或相 位的程度。在一個(gè)實(shí)施方式中，如果達(dá)到周期性驅(qū)動(dòng)電壓的振幅和/或相位的極限，則可以 減小磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器的負(fù)載72(例如，在卸載操作期間，降低VCM 38消耗的電力）。
[0025] 在圖5的實(shí)施方式中，可以選擇任何適合的目標(biāo)電壓80以調(diào)節(jié)主軸電機(jī)18生成的 電力。圖6A和6B示出其中磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器的負(fù)載72包括穩(wěn)壓器90的一個(gè)實(shí)施方式。圖6B示出其 中可以在目標(biāo)電源電壓Vpwr 62處最大化穩(wěn)壓器90的效率的一個(gè)實(shí)施方式。此外，在實(shí)施方 式中，可以選擇用于調(diào)整主軸電機(jī)18生成的電力的目標(biāo)電壓Vtarget 80,以便大體上最大 化電源電壓Vpwr 62供電的穩(wěn)壓器90的效率。
[0026] 可以采用任何適合的控制電路系統(tǒng)(諸如任何適合的（一個(gè)或更多個(gè))集成電路） 以實(shí)現(xiàn)以上實(shí)施例中的流程圖。例如，可以在讀通道集成電路中或與讀通道分離的組件(諸 如磁盤(pán)控制器）中實(shí)現(xiàn)控制電路系統(tǒng)，或者可以由讀通道執(zhí)行上述特定操作并由磁盤(pán)控制 器執(zhí)行其它操作。在一個(gè)實(shí)施例中，讀通道和磁盤(pán)控制器被實(shí)現(xiàn)為分離的集成電路，并且在 一個(gè)另選的實(shí)施例中，它們被制造在單個(gè)集成電路或片上系統(tǒng)(S0C)中。此外，控制電路系 統(tǒng)可以包括實(shí)現(xiàn)為分離的集成電路、集成在讀通道或磁盤(pán)控制器電路中或集成在S0C中的 適合的前置放大電路。
[0027] 在一個(gè)實(shí)施例中，控制電路系統(tǒng)包括執(zhí)行指令的微處理器，該指令可操作以使微 處理器執(zhí)行本文描述的流程圖?？梢栽谌魏斡?jì)算機(jī)可讀介質(zhì)中存儲(chǔ)指令。在一個(gè)實(shí)施例中， 指令可以被存儲(chǔ)在微處理器的外部或與微處理器一起集成在S0C中的非易失性半導(dǎo)體存儲(chǔ) 器上。在另一個(gè)實(shí)施例中，指令被存儲(chǔ)在磁盤(pán)上并且在磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器上電時(shí)被讀取到易失性 半導(dǎo)體存儲(chǔ)器中。在又一個(gè)實(shí)施例中，控制電路系統(tǒng)包括諸如狀態(tài)機(jī)電路系統(tǒng)的適合的邏 輯電路系統(tǒng)。
[0028] 在各種實(shí)施例中，磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器可以包括磁性磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器、光學(xué)磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器等。此 外，當(dāng)以上示例涉及磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器時(shí)，各種實(shí)施方式不限于磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器并且能夠適用于諸如 磁帶驅(qū)動(dòng)器、固態(tài)驅(qū)動(dòng)器、混合驅(qū)動(dòng)器等的其它數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置和系統(tǒng)。此外，一些實(shí)施例可 以包括諸如計(jì)算裝置、數(shù)據(jù)服務(wù)器裝置、介質(zhì)內(nèi)容存儲(chǔ)裝置等的電子裝置，該該電子裝置包 括如上所述的存儲(chǔ)介質(zhì)和/或控制電路系統(tǒng)。
[0029] 可以互相獨(dú)立使用或可以以各種方式合并以上描述的各種特征和過(guò)程。全部可能 的組合和子組合旨在落入本公開(kāi)的范圍內(nèi)。此外，可以在一些實(shí)施方式中省略某些方法、事 件或過(guò)程框。本文描述的方法和過(guò)程還不局限于任何具體順序，并且與此相關(guān)的框和狀態(tài) 能夠以合適的其他順序執(zhí)行。例如，可以以不同于具體公開(kāi)的次序之外的次序執(zhí)行所描述 的任務(wù)和事件，或者可以在單個(gè)框或狀態(tài)中組合多個(gè)任務(wù)或事件?？梢源?、并行或以一些 其它方式執(zhí)行示例任務(wù)或事件?？梢詫⑷蝿?wù)或事件增加到所公開(kāi)示例實(shí)施例中或從所公開(kāi) 示例實(shí)施例中移除任務(wù)或事件。可以以不同于所描述的方式來(lái)配置本文描述的示例系統(tǒng)和 組件。例如，可以向本公開(kāi)示例實(shí)施例添加元件、從本公開(kāi)示例實(shí)施例移除元件、或重新布 置所述元件。
[0030] 盡管已經(jīng)描述特定示例實(shí)施例，但僅通過(guò)示例方式呈現(xiàn)這些實(shí)施例，并且它們并 不旨在限制本文公開(kāi)的本發(fā)明的范圍。因此，上述描述都不旨在暗示任何具體特征、特點(diǎn)、 步驟、模塊或框是必要的或不可缺少的。事實(shí)上，可以以各種其它形式體現(xiàn)本文描述的新穎 方法和系統(tǒng);此外，可以在不偏離本文公開(kāi)的實(shí)施方式的精神的情況下對(duì)本文描述的方法 和系統(tǒng)的形式進(jìn)行各種省略、替換和改變。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置，所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置包括： 磁盤(pán)； 主軸電機(jī)，所述主軸電機(jī)被配置為旋轉(zhuǎn)所述磁盤(pán)，其中所述主軸電機(jī)包括多個(gè)繞組； 磁頭，其在所述磁盤(pán)上方被致動(dòng);和 控制電路系統(tǒng)，其由電源電壓供電，所述控制電路系統(tǒng)被配置為： 基于換向序列使所述主軸電機(jī)的繞組換向并將周期性驅(qū)動(dòng)電壓施加至每個(gè)繞組，其中 所述周期性驅(qū)動(dòng)電壓包括正常操作期間的工作振幅；以及 當(dāng)所述電源電壓降至閾值以下時(shí)，通過(guò)至少調(diào)整所述周期性驅(qū)動(dòng)電壓的所述振幅和相 位，使得流過(guò)每個(gè)繞組的周期性電流大體上與每個(gè)繞組生成的正弦反電勢(shì)電壓即正弦BEMF 電壓在相位上相反，從而將所述主軸電機(jī)配置成電力發(fā)電機(jī)。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置，其中所述控制電路系統(tǒng)進(jìn)一步被配置為基于 所述正弦BEMF電壓的振幅、所述繞組的電阻和所述繞組的電感，調(diào)整所述周期性驅(qū)動(dòng)電壓 的所述振幅。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置，其中所述控制電路系統(tǒng)進(jìn)一步被配置為： 測(cè)量所述主軸電機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度；以及 基于所測(cè)量的旋轉(zhuǎn)速度調(diào)整所述周期性驅(qū)動(dòng)電壓的所述振幅。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置，其中所述控制電路系統(tǒng)進(jìn)一步被配置為基于 下式調(diào)整所述周期性驅(qū)動(dòng)電壓的所述振幅： 其中：RPM表示所述測(cè)量的旋轉(zhuǎn)速度； Vb(RPM) I表示作為所述測(cè)量的旋轉(zhuǎn)速度的函數(shù)的所述正弦BEMF電壓的振幅； R表示所述電阻； L表示所述電感； ω ecyc表示所述正弦BEMF電壓的頻率；以及 11表示所述周期性電流的振幅。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置，其中所述控制電路系統(tǒng)進(jìn)一步被配置為基于 所述正弦BEMF電壓的振幅、所述繞組的電阻和所述繞組的電感，調(diào)整所述周期性驅(qū)動(dòng)電壓 的所述相位。6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置，其中所述控制電路系統(tǒng)進(jìn)一步被配置為： 測(cè)量所述主軸電機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度；以及 基于所測(cè)量的旋轉(zhuǎn)速度調(diào)整所述周期性驅(qū)動(dòng)電壓的所述相位。7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置，其中所述控制電路系統(tǒng)進(jìn)一步被配置為基于 下式調(diào)整所述周期性驅(qū)動(dòng)電壓的所述相位： 其中：RPM表示所述測(cè)量的旋轉(zhuǎn)速度； Vb(RPM) I表示作為所述測(cè)量的旋轉(zhuǎn)速度的函數(shù)的所述正弦BEMF電壓的振幅； R表示所述電阻； L表示所述電感； ω ecyc表示所述正弦BEMF電壓的頻率；以及 11表示所述周期性電流的振幅。8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置，其中所述控制電路系統(tǒng)進(jìn)一步被配置為： 將所述電源電壓與目標(biāo)電壓進(jìn)行比較以生成誤差信號(hào)；以及 基于所述誤差信號(hào)調(diào)整所述周期性驅(qū)動(dòng)電壓的相位和所述周期性驅(qū)動(dòng)電壓的振幅。9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置，其中，基于所述誤差信號(hào)調(diào)整所述周期性驅(qū)動(dòng) 電壓的相位和所述周期性驅(qū)動(dòng)電壓的振幅調(diào)整流過(guò)每個(gè)繞組的所述電流的振幅。10. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置，其中： 所述控制電路系統(tǒng)包括穩(wěn)壓器;并且 所述目標(biāo)電壓基本上最大化所述電源電壓供電的所述穩(wěn)壓器的效率。11. 一種數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置，所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置包括： 磁盤(pán)； 主軸電機(jī)，所述主軸電機(jī)被配置為旋轉(zhuǎn)所述磁盤(pán)，其中所述主軸電機(jī)包括多個(gè)繞組； 磁頭，其在所述磁盤(pán)上方被致動(dòng);和 控制電路系統(tǒng)，其由電源電壓供電，所述控制電路系統(tǒng)被配置為： 基于換向序列使所述主軸電機(jī)的繞組換向并將周期性驅(qū)動(dòng)電壓施加至每個(gè)繞組，其中 所述周期性驅(qū)動(dòng)電壓包括正常操作期間的工作振幅；以及 當(dāng)所述電源電壓降至閾值以下時(shí)，通過(guò)至少以下方式將所述主軸電機(jī)配置成電力發(fā)電 機(jī)： 將所述電源電壓與目標(biāo)電壓進(jìn)行比較以生成誤差信號(hào)；以及 基于所述誤差信號(hào)，調(diào)整所述周期性驅(qū)動(dòng)電壓的振幅和相位。12. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置，其中所述控制電路系統(tǒng)進(jìn)一步被配置為調(diào) 整所述周期性驅(qū)動(dòng)電壓的所述振幅和相位，使得流過(guò)每個(gè)繞組的周期性電流大體上與每個(gè) 繞組生成的正弦反電勢(shì)電壓即正弦BEMF電壓在相位上相反。13. -種操作數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置的方法，所述方法包括以下步驟： 使用包括多個(gè)繞組的主軸電機(jī)旋轉(zhuǎn)磁盤(pán)； 在所述磁盤(pán)上方致動(dòng)磁頭； 基于換向序列使所述主軸電機(jī)的繞組換向并將周期性驅(qū)動(dòng)電壓施加至每個(gè)繞組，其中 所述周期性驅(qū)動(dòng)電壓包括正常操作期間的工作振幅；以及 當(dāng)所述電源電壓降至閾值以下時(shí)，通過(guò)至少調(diào)整所述周期性驅(qū)動(dòng)電壓的振幅和相位， 使得流過(guò)每個(gè)繞組的周期性電流大體上與每個(gè)繞組生成的正弦反電勢(shì)電壓即正弦BEMF電 壓在相位上相反，從而將所述主軸電機(jī)配置成電力發(fā)電機(jī)。14. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，所述方法進(jìn)一步包括：基于所述正弦MMF電壓的振 幅、所述繞組的電阻和所述繞組的電感，調(diào)整所述周期性驅(qū)動(dòng)電壓的所述振幅。15. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，所述方法進(jìn)一步包括： 測(cè)量所述主軸電機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度；以及 基于所測(cè)量的旋轉(zhuǎn)速度調(diào)整所述周期性驅(qū)動(dòng)電壓的所述振幅。16. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，所述方法進(jìn)一步包括:基于下式調(diào)整所述周期性驅(qū)動(dòng) 電壓的所述振幅： 其中：RPM表示所述測(cè)量的旋轉(zhuǎn)速度； Vb(RPM) I表示作為所述測(cè)量的旋轉(zhuǎn)速度的函數(shù)的所述正弦BEMF電壓的振幅； R表示所述電阻； L表示所述電感； ω ecyc表示所述正弦BEMF電壓的頻率；以及 11表示所述周期性電流的振幅。17. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，所述方法進(jìn)一步包括：基于所述正弦MMF電壓的振 幅、所述繞組的電阻和所述繞組的電感，調(diào)整所述周期性驅(qū)動(dòng)電壓的所述相位。18. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，所述方法進(jìn)一步包括： 測(cè)量所述主軸電機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度；以及 基于所測(cè)量的旋轉(zhuǎn)速度調(diào)整所述周期性驅(qū)動(dòng)電壓的所述相位。19. 根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，所述方法進(jìn)一步包括:基于下式調(diào)整所述周期性驅(qū)動(dòng) 電壓的所述相位： 其中： RPM表示所述測(cè)量的旋轉(zhuǎn)速度； Vb(RPM) I表示作為所述測(cè)量的旋轉(zhuǎn)速度的函數(shù)的所述正弦BEMF電壓的振幅； R表示所述電阻； L表示所述電感； ω ecyc表示所述正弦BEMF電壓的頻率；以及 11表示所述周期性電流的振幅。20. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，所述方法進(jìn)一步包括： 將所述電源電壓與目標(biāo)電壓進(jìn)行比較以生成誤差信號(hào)；以及 基于所述誤差信號(hào)調(diào)整所述周期性驅(qū)動(dòng)電壓的相位和所述周期性驅(qū)動(dòng)電壓的振幅。21. 根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，其中，基于所述誤差信號(hào)調(diào)整所述周期性驅(qū)動(dòng)電壓的 相位和所述周期性驅(qū)動(dòng)電壓的振幅調(diào)整流過(guò)每個(gè)繞組的所述電流的振幅。22. 根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，其中所述目標(biāo)電壓基本上最大化所述電源電壓供電 的穩(wěn)壓器的效率。23. -種操作數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置的方法，所述方法包括以下步驟： 使用包括多個(gè)繞組的主軸電機(jī)旋轉(zhuǎn)磁盤(pán)； 在所述磁盤(pán)上方致動(dòng)磁頭； 基于換向序列使所述主軸電機(jī)的繞組換向并將周期性驅(qū)動(dòng)電壓施加至每個(gè)繞組，其中 所述周期性驅(qū)動(dòng)電壓包括正常操作期間的工作振幅；以及 當(dāng)所述電源電壓降至閾值以下時(shí)，通過(guò)至少以下方式將所述主軸電機(jī)配置成電力發(fā)電 機(jī)： 將所述電源電壓與目標(biāo)電壓進(jìn)行比較以生成誤差信號(hào)；以及 基于所述誤差信號(hào)，調(diào)整所述周期性驅(qū)動(dòng)電壓的振幅和相位。24. 根據(jù)權(quán)利要求23所述的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置，進(jìn)一步包括:調(diào)整所述周期性驅(qū)動(dòng)電壓的所 述振幅和相位，使得流過(guò)每個(gè)繞組的周期性電流基本上與每個(gè)繞組生成的正弦反電勢(shì)電壓 即正弦BEMF電壓在相位上相反。25. -種由電源電壓供電的控制電路系統(tǒng)，所述控制電路系統(tǒng)被配置為： 基于換向序列使主軸電機(jī)的繞組換向并將周期性驅(qū)動(dòng)電壓施加至每個(gè)繞組，其中所述 周期性驅(qū)動(dòng)電壓包括正常操作期間的工作振幅；以及 當(dāng)所述電源電壓降至閾值以下時(shí)，通過(guò)至少調(diào)整所述周期性驅(qū)動(dòng)電壓的所述振幅和相 位，使得流過(guò)每個(gè)繞組的周期性電流大體上與每個(gè)繞組生成的正弦反電勢(shì)電壓即正弦BEMF 電壓在相位上相反，將所述主軸電機(jī)配置成電力發(fā)電機(jī)。26. 根據(jù)權(quán)利要求25所述的控制電路系統(tǒng)，所述電路系統(tǒng)進(jìn)一步被配置為基于所述正 弦BEMF電壓的振幅、所述繞組的電阻和所述繞組的電感，調(diào)整所述周期性驅(qū)動(dòng)電壓的所述 振幅。27. 根據(jù)權(quán)利要求26所述的控制電路系統(tǒng)，所述控制電路系統(tǒng)進(jìn)一步被配置為： 測(cè)量所述主軸電機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度；以及 基于所測(cè)量的旋轉(zhuǎn)速度調(diào)整所述周期性驅(qū)動(dòng)電壓的所述振幅。28. 根據(jù)權(quán)利要求27所述的控制電路系統(tǒng)，所述電路系統(tǒng)進(jìn)一步被配置為基于下式調(diào) 整所述周期性驅(qū)動(dòng)電壓的所述振幅： 其中：RPM表示所述測(cè)量的旋轉(zhuǎn)速度； Vb(RPM) I表示作為所述測(cè)量的旋轉(zhuǎn)速度的函數(shù)的所述正弦BEMF電壓的振幅； R表示所述電阻； L表示所述電感； ω ecyc表示所述正弦BEMF電壓的頻率；以及 11表示所述周期性電流的振幅。29. 根據(jù)權(quán)利要求25所述的控制電路系統(tǒng)，所述電路系統(tǒng)進(jìn)一步被配置為基于所述正 弦BEMF電壓的振幅、所述繞組的電阻和所述繞組的電感，調(diào)整所述周期性驅(qū)動(dòng)電壓的所述 相位。30. 根據(jù)權(quán)利要求29所述的控制電路系統(tǒng)，所述控制電路系統(tǒng)進(jìn)一步被配置為： 測(cè)量所述主軸電機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度；以及 基于所測(cè)量的旋轉(zhuǎn)速度調(diào)整所述周期性驅(qū)動(dòng)電壓的所述相位。31. 根據(jù)權(quán)利要求30所述的控制電路系統(tǒng)，所述電路系統(tǒng)進(jìn)一步被配置為基于下式調(diào) 整所述周期性驅(qū)動(dòng)電壓的所述相位： 其中：RPM表示所述測(cè)量的旋轉(zhuǎn)速度； Vb(RPM) I表示作為所述測(cè)量的旋轉(zhuǎn)速度的函數(shù)的所述正弦BEMF電壓的振幅； R表示所述電阻； L表示所述電感； ω ecyc表示所述正弦BEMF電壓的頻率；以及 11表示所述周期性電流的振幅。32. -種由電源電壓供電的控制電路系統(tǒng)，所述控制電路系統(tǒng)被配置為： 基于換向序列使主軸電機(jī)的繞組換向并將周期性驅(qū)動(dòng)電壓施加至每個(gè)繞組，其中所述 周期性驅(qū)動(dòng)電壓包括正常操作期間的工作振幅；以及 當(dāng)所述電源電壓降至閾值以下時(shí)，通過(guò)至少以下方式將所述主軸電機(jī)配置成電力發(fā)電 機(jī)： 將所述電源電壓與目標(biāo)電壓進(jìn)行比較以生成誤差信號(hào)；以及 基于所述誤差信號(hào)，調(diào)整所述周期性驅(qū)動(dòng)電壓的所述振幅和相位。33. 根據(jù)權(quán)利要求32所述的控制電路系統(tǒng)，所述控制電路系統(tǒng)進(jìn)一步被配置為調(diào)整所 述周期性驅(qū)動(dòng)電壓的所述振幅和相位，使得流過(guò)每個(gè)繞組的周期性電流大體上與每個(gè)繞組 生成的正弦反電勢(shì)電壓即正弦BEMF電壓在相位上相反。
【文檔編號(hào)】G11B5/596GK106024024SQ201610175937
【公開(kāi)日】2016年10月12日
【申請(qǐng)日】2016年3月24日
【發(fā)明人】M·T·尼科爾斯, J·J·克勞福特
【申請(qǐng)人】西部數(shù)據(jù)技術(shù)公司