半导体集成电路及其操作方法与流程

文档序号:17454197发布日期:2019-04-20 03:04阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种半导体集成电路,其被用以安装在用于驱动电动机以移动硬盘驱动单元的磁头的电动机驱动控制器中,

所述半导体集成电路被操作用于:在用于加载操作或卸载操作的校准操作中,使实质上不是零电流的非零电流流过所述电动机,所述加载操作用于将所述磁头从斜坡机构移动到盘介质的表面,所述卸载操作用于将所述磁头从所述盘介质的表面移动到所述斜坡机构,

其中,在用于所述加载操作的所述校准操作时,所述非零电流使安装所述磁头的支臂压贴外周限位器,或者在用于所述卸载操作的所述校准操作时,所述非零电流使安装所述磁头的所述支臂压贴内周限位器,以便使所述支臂成为固定状态,

其中,所述半导体集成电路包括:

电动机驱动器电路,所述电动机驱动器电路被操作用于驱动所述电动机;

反电动势检测器电路,所述反电动势检测器电路被操作用于检测在所述电动机中产生的反电动势;以及

调节单元,所述调节单元被操作用于调节所述反电动势检测器电路的内部放大器的增益,

其中,在进行所述校准操作时,响应于所述电动机驱动器电路使所述非零电流流过所述电动机,来从所述反电动势检测器电路产生反电动势检测信号,

其中,在通过所述校准操作使所述支臂是固定状态并且使实质上具有零电流值的零电流流过所述电动机的状态下,所述半导体集成电路产生与从所述反电动势检测器电路产生的所述反电动势检测信号对应的比较基准值,

其中,在进行所述校准操作时,响应于流过所述电动机的所述非零电流,所述半导体集成电路将从所述反电动势检测器电路产生的所述反电动势检测信号设置为第一值和第二值,

其中,在进行所述校准操作时,所述半导体集成电路从作为所述第一值的所述反电动势检测信号和作为所述第二值的所述反电动势检测信号,来计算所述比较基准值,

其中,所述半导体集成电路的所述调节单元通过所述校准操作来调节所述反电动势检测器电路的所述内部放大器的增益,并且反映出被调节的增益的所述反电动势检测器电路产生所述反电动势检测信号作为比较输入值,以及

其中,所述半导体集成电路的所述调节单元通过所述校准操作来调节所述反电动势检测器电路的所述内部放大器的增益,以便减小所述比较输入值和所述比较基准值之差。

2.根据权利要求1所述的半导体集成电路,

其中,在进行所述校准操作时,通过将流过所述电动机的所述非零电流分别设置为第一电流值和第二电流值,所述半导体集成电路将从所述反电动势检测器电路产生的所述反电动势检测信号分别设置为所述第一值和所述第二值。

3.根据权利要求1所述的半导体集成电路,

其中,所述反电动势检测器电路包括作为内部放大器的:

前级反相放大器;以及

后级减法放大器,

其中,所述反电动势检测器电路的所述前级反相放大器和所述后级减法放大器放大所述电动机的端子间电压和与所述电动机串联耦合的电流感测电阻器的端子间电压,并且从所述反电动势检测器电路产生所述反电动势检测信号,以及

其中,在进行所述校准操作时,所述半导体集成电路将所述后级减法放大器的减法增益值分别设置为第一减法增益值和第二减法增益值,并且将从所述反电动势检测器电路产生的所述反电动势检测信号分别设置为所述第一值和所述第二值。

4.根据权利要求1所述的半导体集成电路,

其中,从所述反电动势检测器电路产生作为模拟反电动势检测信号的所述反电动势检测信号,以及

其中,所述模拟反电动势检测信号的最大值被控制成比所述半导体集成电路的操作电源电压低的可容许最大电压,并且所述模拟反电动势检测信号的最小值被控制成比所述半导体集成电路的接地电压高的可容许最小电压。

5.根据权利要求1所述的半导体集成电路,还包括:

数模转换器;以及

模数转换器,

其中,所述数模转换器的输出端子被耦合到所述电动机驱动器电路的输入端子,以及

其中,由所述反电动势检测器电路产生的作为所述反电动势检测信号的所述模拟反电动势检测信号被供应到所述模数转换器的输入端子,并且从所述模数转换器的输出端子产生数字反电动势检测信号。

6.根据权利要求5所述的半导体集成电路,还包括:

第一检测寄存器;

第二检测寄存器;

第三检测寄存器;

第四检测寄存器;

计算单元;以及

比较器,

其中,在进行所述校准操作时,与响应于流过所述电动机的所述非零电流而从所述反电动势检测器电路产生的所述反电动势检测信号的所述第一值对应的、所述模数转换器的所述数字反电动势检测信号被存储在所述第三检测寄存器中,

其中,在进行所述校准操作时,与响应于流过所述电动机的所述非零电流而从所述反电动势检测器电路产生的所述反电动势检测信号的所述第二值对应的、所述模数转换器的所述数字反电动势检测信号被存储在所述第四检测寄存器中,

其中,所述计算单元从存储在所述第三检测寄存器中的第一信息和存储在所述第四检测寄存器中的第二信息来计算所述比较基准值,并且将计算出的比较基准值存储在所述第一检测寄存器中,

其中,与响应于通过所述校准操作被调节的增益而产生的所述比较输入值对应的、所述模数转换器的所述数字反电动势检测信号被存储在所述第二检测寄存器中,

其中,所述比较器将存储在所述第一检测寄存器中的所述比较基准值与存储在所述第二检测寄存器中的与所述比较输入值相对应的所述模数转换器的所述数字反电动势检测信号进行比较,以及

其中,所述调节单元响应于所述比较器的比较结果,通过所述校准操作来调节所述反电动势检测器电路的所述内部放大器的增益。

7.根据权利要求6所述的半导体集成电路,

其中,所述计算单元包括:

减法器;

除法器;以及

加法器,

其中,存储在所述第三检测寄存器中的所述第一信息被供应到所述减法器的一个输入端子,存储在所述第四检测寄存器中的所述第二信息被供应到所述减法器的另一个输入端子,并且从所述减法器的输出端子产生减法结果,

其中,所述减法器的减法结果被供应到所述除法器的一个输入端子,除法指示值被供应到所述除法器的另一个输入端子,并且从所述除法器的输出端子产生除法结果,以及

其中,存储在所述第三检测寄存器中的所述第一信息被供应到所述加法器的一个输入端子,所述除法器的除法结果被供应到所述加法器的另一个输入端子,并且从所述加法器的输出端子产生作为加法结果的所述比较基准值。

8.根据权利要求7所述的半导体集成电路,还包括:

状态控制单元,所述状态控制单元被操作用于:将响应于在进行所述校准操作时流过所述电动机的所述非零电流而从所述反电动势检测器电路产生的所述反电动势检测信号,设置为所述第一值和所述第二值,

其中,所述状态控制单元至少包括:

乘法器;以及

选择器,

其中,比率指示值被供应到所述乘法器的一个输入端子,电动机输入电流指示值被供应到所述乘法器的另一个输入端子,并且从所述乘法器的输出端子产生乘法结果,

其中,所述乘法器的乘法结果被供应到所述选择器的一个输入端子,所述电动机输入电流指示值被供应到所述选择器的另一个输入端子,并且选择指令信号被供应到所述选择器的选择控制端子,

其中,当被供应到所述选择器的选择控制端子的选择指令信号处于第一状态时,从所述选择器的输出端子产生被供应到所述选择器的所述另一个输入端子的所述电动机输入电流指示值,来作为电动机电流指示值,

其中,当被供应到所述选择器的所述选择控制端子的所述选择指令信号处于第二状态时,从所述选择器的所述输出端子产生被供应到所述选择器的所述一个输入端子的所述乘法器的乘法结果,来作为所述电动机电流指示值,

其中,响应于作为所述第一状态的所述选择指令信号而从所述选择器的所述输出端子产生的所述电动机电流指示值将所述反电动势检测信号设置为所述第一值,

其中,响应于作为所述第二状态的所述选择指令信号而从所述选择器的所述输出端子产生的所述电动机电流指示值将所述反电动势检测信号设置为所述第二值,

其中,所述状态控制单元根据被供应到所述乘法器的所述一个输入端子的比率指示值来产生所述除法指示值,以及

其中,从所述状态控制单元产生的所述除法指示值被供应到所述计算单元的所述除法器的所述另一个输入端子。

9.根据权利要求8所述的半导体集成电路,

其中,所述状态控制单元还包括:

减法器,

其中,所述比率指示值被供应到所述减法器的一个输入端子,“1”被供应到所述减法器的另一个输入端子,并且从所述减法器的输出端子产生作为减法结果的所述除法指示值,

其中,从所述状态控制单元的所述减法器的所述输出端子产生的所述除法指示值是从所述比率指示值中减去“1”的减法结果,以及

其中,所述比率指示值ADJ_RATIO满足ADJ_RATIO=2n+1的条件,n是整数,并且所述计算单元的所述除法器包括移位寄存器,所述移位寄存器响应于所述除法指示值而将所述比率指示值的位数据向右移位。

10.根据权利要求7所述的半导体集成电路,还包括:

状态控制单元,所述状态控制单元被操作用于:响应于在进行所述校准操作时流过所述电动机的所述非零电流,将从所述反电动势检测器电路产生的所述反电动势检测信号设置为所述第一值和所述第二值,

其中,所述状态控制单元至少包括:

乘法器;以及

选择器,

其中,比率指示值被供应到所述乘法器的一个输入端子,增益指示值被供应到所述乘法器的另一个输入端子,并且从所述乘法器的输出端子产生乘法结果,

其中,所述乘法器的乘法结果被供应到所述选择器的一个输入端子,所述增益指示值被供应到所述选择器的另一个输入端子,并且选择指令信号被供应到所述选择器的选择控制端子,

其中,当被供应到所述选择器的所述选择控制端子的所述选择指令信号处于第一状态时,从所述选择器的输出端子产生被供应到所述选择器的所述另一个输入端子的增益指示值来作为所述减法放大器的所述减法增益值,

其中,当被供应到所述选择器的所述选择控制端子的所述选择指令信号处于第二状态时,从所述选择器的所述输出端子产生被供应到所述选择器的所述一个输入端子的所述乘法器的乘法结果来作为所述减法放大器的所述减法增益值,

其中,响应于作为所述第一状态的所述选择指令信号而从所述选择器的所述输出端子产生的所述减法放大器的所述减法增益值将所述反电动势检测信号设置为所述第一值,

其中,响应于作为所述第二状态的所述选择指令信号而从所述选择器的所述输出端子产生的所述减法放大器的所述减法增益值将所述反电动势检测信号设置为所述第二值,

其中,所述状态控制单元根据被供应到所述乘法器的所述一个输入端子的所述比率指示值,来产生所述除法指示值,以及

其中,从所述状态控制单元产生的所述除法指示值被供应到所述计算单元的所述除法器的所述另一个输入端子。

11.根据权利要求10所述的半导体集成电路,

其中,所述状态控制单元还包括:

减法器,

其中,所述比率指示值被供应到所述减法器的一个输入端子,“1”被供应到所述减法器的另一个输入端子,并且从所述减法器的输出端子产生作为减法结果的除法指示值,

其中,从所述状态控制单元的所述减法器的所述输出端子产生的所述除法指示值是从所述比率指示值中减去“1”的减法结果,以及

其中,所述比率指示值满足ADJ_RATIO=2n+1的条件,n是整数,并且所述计算单元的所述除法器包括移位寄存器,所述移位寄存器响应于所述除法指示值而将所述比率指示值的位数据向右移位。

12.根据权利要求8所述的半导体集成电路,

其中,所述状态控制单元将所述模拟反电动势检测信号的所述最大值和所述最小值分别控制成所述可容许最大电压和所述可容许最小电压,

其中,所述状态控制单元还包括:

第一比较器;

第二比较器;

或电路;以及

限制器,

其中,所述模数转换器的所述数字反电动势检测信号被共同供应到所述第一比较器的一个输入端子和所述第二比较器的一个输入端子,

其中,所述可容许最大电压被供应到所述第一比较器的另一个输入端子,并且所述可容许最小电压被供应到所述第二比较器的另一个输入端子,

其中,所述第一比较器的比较输出信号和所述第二比较器的比较输出信号被分别供应到所述或电路的一个输入端子和另一个输入端子,

其中,所述比率指示值和从所述或电路产生的输出信号被供应到所述限制器,

其中,当被共同供应到所述第一比较器的所述一个输入端子和所述第二比较器的所述一个输入端子的所述数字反电动势检测信号高于所述可容许最大电压或低于所述可容许最小电压时,所述限制器产生限制比率指示值,以及

其中,由所述限制器产生的所述限制比率指示值被设置为比所述比率指示值小的值,并且被供应到所述状态控制单元的所述减法器的所述一个输入端子。

13.根据权利要求1所述的半导体集成电路,

其中,所述电动机驱动器电路驱动作为所述电动机的音圈电动机,以移动所述硬盘驱动单元的所述磁头。

14.根据权利要求13所述的半导体集成电路,

其中,所述半导体集成电路集成有用于驱动所述音圈电动机的音圈电动机驱动器以及用于驱动主轴电动机以转动所述盘介质的主轴电动机驱动器。

15.一种半导体集成电路的操作方法,所述半导体集成电路被用以安装在电动机驱动控制器中,所述电动机驱动控制器用于驱动电动机以移动硬盘驱动单元的磁头,

其中,所述半导体集成电路被操作用于:在用于加载操作或卸载操作的校准操作中,使实质上不是零电流的非零电流流过所述电动机,所述加载操作用于将所述磁头从斜坡机构移动到盘介质的表面,所述卸载操作用于将所述磁头从所述盘介质的表面移动到所述斜坡机构,

其中,在用于所述加载操作的所述校准操作时,所述非零电流使安装所述磁头的支臂压贴外周限位器,或者在用于所述卸载操作的所述校准操作时,所述非零电流使安装所述磁头的所述支臂压贴内周限位器,以便使所述支臂成为固定状态,

其中,所述半导体集成电路包括:

电动机驱动器电路,所述电动机驱动器电路被操作用于驱动所述电动机;

反电动势检测器电路,所述反电动势检测器电路被操作用于检测在所述电动机中产生的反电动势;以及

调节单元,所述调节单元被操作用于调节所述反电动势检测器电路的内部放大器的增益,

其中,在进行所述校准操作时,响应于所述电动机驱动器电路使所述非零电流流过所述电动机,来从所述反电动势检测器电路产生反电动势检测信号,

其中,在通过所述校准操作使所述支臂是固定状态并且使实质上具有零电流值的零电流流过所述电动机的状态下,所述半导体集成电路产生与从所述反电动势检测器电路产生的所述反电动势检测信号对应的比较基准值,

其中,在进行所述校准操作时,响应于流过所述电动机的所述非零电流,所述半导体集成电路将从所述反电动势检测器电路产生的所述反电动势检测信号设置为第一值和第二值,

其中,在进行所述校准操作时,所述半导体集成电路从作为所述第一值的所述反电动势检测信号和作为所述第二值的所述反电动势检测信号,来计算所述比较基准值,

其中,所述半导体集成电路的所述调节单元通过所述校准操作来调节所述反电动势检测器电路的所述内部放大器的增益,并且反映出被调节的增益的所述反电动势检测器电路产生所述反电动势检测信号作为比较输入值,以及

其中,所述半导体集成电路的所述调节单元通过所述校准操作来调节所述反电动势检测器电路的所述内部放大器的增益,以便减小所述比较输入值和所述比较基准值之差。

16.根据权利要求15所述的半导体集成电路的操作方法,

其中,在进行所述校准操作时,通过将流过所述电动机的所述非零电流分别设置为第一电流值和第二电流值,所述半导体集成电路将从所述反电动势检测器电路产生的所述反电动势检测信号分别设置为所述第一值和所述第二值。

17.根据权利要求15所述的半导体集成电路的操作方法,

其中,所述反电动势检测器电路包括作为内部放大器的:

前级反相放大器;以及

后级减法放大器,

其中,所述反电动势检测器电路的所述前级反相放大器和所述后级减法放大器放大所述电动机的端子间电压和与所述电动机串联耦合的电流感测电阻器的端子间电压,并且从所述反电动势检测器电路产生所述反电动势检测信号,以及

其中,在进行所述校准操作时,所述半导体集成电路将所述后级减法放大器的减法增益值分别设置为第一减法增益值和第二减法增益值,并且将从所述反电动势检测器电路产生的所述反电动势检测信号分别设置为所述第一值和所述第二值。

18.根据权利要求15所述的半导体集成电路的操作方法,

其中,从所述反电动势检测器电路产生作为模拟反电动势检测信号的所述反电动势检测信号,以及

其中,所述模拟反电动势检测信号的最大值被控制成比所述半导体集成电路的操作电源电压低的可容许最大电压,并且所述模拟反电动势检测信号的最小值被控制成比所述半导体集成电路的接地电压高的可容许最小电压。

19.根据权利要求15所述的半导体集成电路的操作方法,

其中,所述半导体集成电路包括:

数模转换器;以及

模数转换器,

其中,所述数模转换器的输出端子被耦合到所述电动机驱动器电路的输入端子,以及

其中,由所述反电动势检测器电路产生的作为所述反电动势检测信号的所述模拟反电动势检测信号被供应到所述模数转换器的输入端子,并且从所述模数转换器的输出端子产生数字反电动势检测信号。

20.根据权利要求19所述的半导体集成电路的操作方法,

其中,所述半导体集成电路还包括:

第一检测寄存器;

第二检测寄存器;

第三检测寄存器;

第四检测寄存器;

计算单元;以及

比较器,

其中,在进行所述校准操作时,与响应于流过所述电动机的所述非零电流而从所述反电动势检测器电路产生的所述反电动势检测信号的所述第一值对应的、所述模数转换器的所述数字反电动势检测信号被存储在所述第三检测寄存器中,

其中,在进行所述校准操作时,与响应于流过所述电动机的所述非零电流而从所述反电动势检测器电路产生的所述反电动势检测信号的所述第二值对应的、所述模数转换器的所述数字反电动势检测信号被存储在所述第四检测寄存器中,

其中,所述计算单元从存储在所述第三检测寄存器中的第一信息和存储在所述第四检测寄存器中的第二信息来计算所述比较基准值,并且将计算出的比较基准值存储在所述第一检测寄存器中,

其中,与响应于通过所述校准操作被调节的增益而产生的所述比较输入值对应的、所述模数转换器的所述数字反电动势检测信号被存储在所述第二检测寄存器中,

其中,所述比较器将存储在所述第一检测寄存器中的所述比较基准值与存储在所述第二检测寄存器中的与所述比较输入值相对应的所述模数转换器的所述数字反电动势检测信号进行比较,以及

其中,所述调节单元响应于所述比较器的比较结果,通过所述校准操作来调节所述反电动势检测器电路的所述内部放大器的增益。

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