激光扫描电机驱动电路及激光雷达扫描系统的制作方法

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1.本技术涉及激光扫描技术领域，具体而言，涉及一种激光扫描电机驱动电路及激光雷达扫描系统。

背景技术：

2.随着科学技术的不断发展，激光扫描技术的应用越发广泛，其中激光雷达扫描系统的搭建与应用便是激光扫描技术的一项重要研究方向。目前，对激光雷达扫描系统来说，往往需要利用隔离电源芯片向用于驱动激光雷达扫描系统的激光扫描电机(例如，振镜电机或棱镜电机)的功率半导体器件(例如，功率mosfet(metal-oxide-semiconductor field-effect transistor，金属-氧化物半导体场效应晶体管)管(简称mos管)或功率igbt(insulated gate bipolar transistor，绝缘栅双极型晶体管)管)提供驱动电源，使该隔离电源芯片能够隔离驱动该功率半导体器件，由该功率半导体器件实现对激光扫描电机的驱动控制效果。值得注意的是，现有隔离电源芯片存在体积大、成本高的问题，导致整个激光扫描电机的驱动控制电路存在占用体积大且实现成本高的现象，不利于激光雷达扫描系统的制造、推广及使用。

技术实现要素：

3.有鉴于此，本技术的目的在于提供一种激光扫描电机驱动电路及激光雷达扫描系统，能够通过集成化电路针对激光扫描电机的功率半导体器件进行非隔离式自举驱动，有效降低电机驱动控制电路的占用体积及实现成本，便于对应激光雷达扫描系统的制造、推广及使用。
4.为了实现上述目的，本技术实施例采用的技术方案如下：
5.第一方面，本技术提供一种激光扫描电机驱动电路，所述电机驱动电路包括第一功率驱动电路、第二功率驱动电路、第一功率半导体器件、第二功率半导体器件及第一自举电路；
6.所述第一功率半导体器件外接工作电源，所述第二功率半导体器件接地，相互串联的所述第一功率半导体器件和所述第二功率半导体器件之间的电连接点与一目标激光扫描电机电性连接，用于对所述目标激光扫描电机进行驱动控制；
7.所述第一功率驱动电路外接供电电源及第一脉宽调制信号，并与所述第一功率半导体器件电性连接，用于在所述供电电源作用下按照所述第一脉宽调制信号控制所述第一功率半导体器件导通或断开；
8.所述第二功率驱动电路外接所述供电电源及第二脉宽调制信号，并与所述第二功率半导体器件电性连接，用于在所述供电电源作用下按照所述第二脉宽调制信号控制所述第二功率半导体器件导通或断开；
9.所述第一自举电路外接所述供电电源，并与所述电连接点及所述第一功率驱动电路电性连接；其中，所述供电电源在所述第一功率半导体器件断开且所述第二功率半导体
器件导通时，对所述第一自举电路进行充电；所述第一自举电路在所述第一功率半导体器件导通且所述第二功率半导体器件断开时，经所述第一功率驱动电路向所述第一功率半导体器件进行供电。
10.在可选的实施方式中，在所述第一功率半导体器件与所述第二功率半导体器件分别为n沟道mos管或n沟道igbt管的情况下，所述第一功率半导体器件的漏极外接所述工作电源，所述第一功率半导体器件的源极与所述第二功率半导体器件的漏极电性连接，所述第二功率半导体的源极接地，其中所述电连接点位于所述第一功率半导体器件的源极与所述第二功率半导体器件的漏极之间的电连接线上；
11.所述第一功率驱动电路的第一输入端外接所述供电电源，所述第一功率驱动电路的第二输入端外接所述第一脉宽调制信号，所述第一功率驱动电路的第一输出端与所述第一功率半导体器件的栅极电性连接，所述第一功率驱动电路的第二输出端与所述第一功率半导体器件的源极电性连接；
12.所述第二功率驱动电路的第一输入端外接所述供电电源，所述第二功率驱动电路的第二输入端外接所述第二脉宽调制信号，所述第二功率驱动电路的第一输出端与所述第二功率半导体器件的栅极电性连接，所述第二功率驱动电路的第二输出端与所述第二功率半导体器件的源极电性连接。
13.在可选的实施方式中，每个功率驱动电路包括第一p型半导体开关器件、第二p型半导体开关器件、n型半导体开关器件、偏置二极管、偏置电阻、保护电容及驱动电阻；
14.所述n型半导体开关器件的p区接线端经一个驱动电阻构建所述功率驱动电路的第二输入端，所述n型半导体开关器件的第一n区接线端经一个驱动电阻与所述第一p型半导体开关器件的n区接线端电性连接，所述n型半导体开关器件的第二n区接线端接地；
15.所述第一p型半导体开关器件的第一p区接线端经一个偏置电阻与所述第一p型半导体开关器件的n区接线端电性连接，其中所述第一p型半导体开关器件的第一p区接线端充当所述功率驱动电路的第一输入端；
16.所述第二p型半导体开关器件的n区接线端与所述第一p型半导体开关器件的第二p区接线端电性连接，所述第二p型半导体开关器件的n区接线端与所述偏置二极管的阳极电性连接，所述偏置二极管的阴极经一个偏置电阻与所述第二p型半导体开关器件的第一p区接线端电性连接，所述第二p型半导体开关器件的n区接线端经一个偏置电阻与所述第二p型半导体开关器件的第二p区接线端电性连接；
17.所述保护电容的一端与所述第二p型半导体开关器件的第一p区接线端电性连接以构建所述功率驱动电路的第一输出端，所述保护电容的另一端与所述第二p型半导体开关器件的第二p区接线端电性连接以构建所述功率驱动电路的第二输出端。
18.在可选的实施方式中，在所述功率驱动电路外接的脉宽调制信号的信号时延大于或等于2μs的情况下，该功率驱动电路包括的第一p型半导体开关器件和第二p型半导体开关器件均为pnp型三极管，该功率驱动电路包括的n型半导体开关器件为npn型三极管；
19.在所述功率驱动电路外接的脉宽调制信号的信号时延小于2μs的情况下，该功率驱动电路包括的第一p型半导体开关器件和第二p型半导体开关器件均为p沟道mos管，该功率驱动电路包括的n型半导体开关器件为n沟道mos管。
20.在可选的实施方式中，所述第一自举电路的输入端外接所述供电电源，所述第一
自举电路的第一输出端与所述第一功率驱动电路的第一输入端电性连接，所述第一自举电路的第二输出端与所述电连接点电性连接。
21.在可选的实施方式中，所述第一自举电路包括第一自举二极管、第一自举电容及第一自举电阻；
22.所述第一自举二极管的阳极充当所述第一自举电路的输入端；
23.所述第一自举电阻与所述第一自举电容相互并联，所述第一自举二极管的阴极与所述第一自举电容的一端电性连接，所述第一自举二极管的阴极充当所述第一自举电路的第一输出端，所述第一自举电容的另一端充当所述第一自举电路的第二输出端。
24.在可选的实施方式中，所述电机驱动电路还包括相电流采样电路；
25.所述电连接点经所述相电流采样电路与所述目标激光扫描电机电性连接，其中所述相电流采样电路外接所述供电电源，用于对所述目标激光扫描电机进行相电流采样处理。
26.在可选的实施方式中，所述电机驱动电路还包括第二自举电路，所述相电流采样电路包括模数转换单元及相电流采样电阻；
27.所述电连接点串联所述相电流采样电阻地连接所述目标激光扫描电机，所述模数转换单元的两个采样端分别连接所述相电流采样电阻的两端；
28.所述第二自举电路的输入端外接所述供电电源，所述第二自举电路的控制端与所述电连接点电性连接，所述第二自举电路的两个输出端分别与所述模数转换单元的两个电压输入端电性连接；其中，所述供电电源在所述第一功率半导体器件断开且所述第二功率半导体器件导通时，对所述第二自举电路进行充电；所述第二自举电路在所述第一功率半导体器件导通且所述第二功率半导体器件断开时，向所述模数转换单元进行供电。
29.在可选的实施方式中，所述第二自举电路包括第二自举二极管、第二自举电阻及第二自举电容；
30.所述第二自举二极管的阳极充当所述第二自举电路的输入端；
31.所述第二自举电阻与所述第二自举电容相互并联，所述第二自举电阻的一端与所述第二自举二极管的阴极电性连接，所述第二自举电阻的另一端充当所述第二自举电路的控制端，所述第二自举电容的两端分别充当所述第二自举电路的一个输出端。
32.第二方面，本技术提供一种激光雷达扫描系统，所述雷达扫描系统包括目标激光雷达及前述实施方式中任意一项所述的激光扫描电机驱动电路，所述激光扫描电机驱动电路与所述目标激光雷达包括的目标激光扫描电机电性连接，用于对所述目标激光扫描电机进行驱动控制。
33.在此情况下，本技术实施例的有益效果可以包括以下内容：
34.本技术通过将第一功率半导体器件和第二功率半导体器件串联在一起，使第一功率半导体器件外接工作电源，并使第二功率半导体器件接地，而后由第一功率驱动电路在外接的供电电源作用下按照外接的第一脉宽调制信号控制第一功率半导体器件导通或断开，并由第二功率驱动电路在外接的供电电源作用下按照外接的第二脉宽调制信号控制第二功率半导体器件导通或断开，使连接两个功率半导体器件之间的电连接点及第一功率驱动电路的第一自举电路能够根据两个功率半导体器件各自的通断状况，在外接的供电电源作用下进行充电，或者直接经第一功率驱动电路向第一功率半导体器件进行供电，以对与
前述电连接点电性连接的目标激光扫描电机进行驱动控制，从而得以通过集成化电路针对激光扫描电机的功率半导体器件进行非隔离式自举驱动，有效降低电机驱动控制电路的占用体积及实现成本，便于对应激光雷达扫描系统的制造、推广及使用。
35.为使本技术的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
36.为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
37.图1为本技术实施例提供的激光扫描电机驱动电路的组成示意图之一；
38.图2为本技术实施例提供的功率驱动电路的组成示意图；
39.图3为本技术实施例提供的激光扫描电机驱动电路的组成示意图之二；
40.图4为本技术实施例提供的激光扫描电机驱动电路的组成示意图之三；
41.图5为本技术实施例提供的激光扫描电机驱动电路的组成示意图之四；
42.图6为本技术实施例提供的激光扫描电机驱动电路的组成示意图之五。
43.图标：10-激光扫描电机驱动电路；11-第一功率驱动电路；12-第二功率驱动电路；13-第一功率半导体器件；14-第二功率半导体器件；15-第一自举电路；16-相电流采样电路；17-第二自举电路；20-目标激光扫描电机；31-n型半导体开关器件；32-第一p型半导体开关器件；33-第二p型半导体开关器件；34-偏置二极管；35-偏置电阻；36-保护电容；37-驱动电阻；151-第一自举二极管；152-第一自举电容；153-第一自举电阻；161-模数转换单元；162-相电流采样电阻；171-第二自举二极管；172-第二自举电阻；173-第二自举电容。
具体实施方式
44.为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
45.因此，以下对在附图中提供的本技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本技术的范围，而是仅仅表示本技术的选定实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
46.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
47.在本技术的描述中，需要理解的是，术语“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅
包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
48.在本技术的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
49.下面结合附图，对本技术的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互结合。
50.请参照图1，图1是本技术实施例提供的激光扫描电机驱动电路10的组成示意图之一。在本技术实施例中，所述激光扫描电机驱动电路10能够通过集成化电路针对激光扫描电机的功率半导体器件进行非隔离式自举驱动，有效降低电机驱动控制电路的占用体积及实现成本，便于对应激光雷达扫描系统的制造、推广及使用。
51.在本实施例中，所述激光扫描电机驱动电路10可以包括第一功率驱动电路11、第二功率驱动电路12、第一功率半导体器件13、第二功率半导体器件14及第一自举电路15，其中所述第一功率半导体器件13与所述第二功率半导体器件14相互串联地构成一个桥臂功率控制电路，该桥臂功率控制电路通过所述第一功率半导体器件13与所述第二功率半导体器件14之间的电连接线上的电连接点和目标激光扫描电机20电性连接，由所述桥臂功率控制电路在正常运行时对该目标激光扫描电机20进行驱动控制，此时所述电连接点即可视为所述桥臂功率控制电路的功率输出端口。其中，所述目标激光扫描电机20可以是，但不限于，振镜电机、棱镜电机等。
52.其中，所述第一功率驱动电路11用于对所述第一功率半导体器件13的通断状况进行调节，所述第二功率驱动电路12用于对所述第一功率半导体器件13的通断状况进行调节，所述第一自举电路15可在所述第二功率半导体器件14导通且所述第一功率半导体器件13断开时进行充电，而所述第一自举电路15可在所述第一功率半导体器件13导通且所述第二功率半导体器件14断开时向该第一功率半导体器件13进行供电，使所述桥臂功率控制电路对所述目标激光扫描电机20进行驱动控制，从而在无需采用隔离芯片的情况下实现对所述桥臂功率控制电路的非隔离式自举驱动效果，并有效降低电机驱动控制电路的占用体积及实现成本，便于对应激光雷达扫描系统的制造、推广及使用。
53.在本实施例中，所述第一功率半导体器件13外接工作电源，所述第二功率半导体器件14接地。其中，所述第一功率半导体器件13可以是n沟道mos管(包括增强型mos管及耗尽型mos管)，也可以是n沟道igbt管；所述第二功率半导体器件14可以是n沟道mos管(包括增强型mos管及耗尽型mos管)，也可以是n沟道igbt。所述第一功率半导体器件13的漏极(即d端口)外接工作电源(hvdd)，所述第一功率半导体器件13的源极(即s端口)与所述第二功率半导体器件14的漏极(即d端口)电性连接，所述第二功率半导体器件14的源极(即s端口)接地，此时所述第一功率半导体器件13与所述第二功率半导体器件14之间的电连接点即处于所述第一功率半导体器件13的源极(即s端口)与所述第二功率半导体器件14的漏极(即d
端口)之间的电连接线上。
54.在本实施例中，所述第一功率驱动电路11外接供电电源(即vcc)及第一脉宽调制信号，并与所述第一功率半导体器件13电性连接，用于在所述供电电源作用下按照所述第一脉宽调制信号控制所述第一功率半导体器件13导通或断开。其中，当所述第一脉宽调制信号的信号电平为低电平时，由所述第一功率驱动电路11控制所述第一功率半导体器件13断开；当所述第一脉宽调制信号的信号电平为高电平时，由所述第一功率驱动电路11控制所述第一功率半导体器件13导通。
55.其中，所述第一功率驱动电路11的第一输入端(即1i端口)外接所述供电电源(即vcc)，所述第一功率驱动电路11的第二输入端(即2i端口)外接所述第一脉宽调制信号，所述第一功率驱动电路11的第一输出端(即1o端口)与所述第一功率半导体器件13的栅极(即g端口)电性连接，所述第一功率驱动电路11的第二输出端(即2o端口)与所述第一功率半导体器件13的源极(即s端口)电性连接，从而按照所述第一脉宽调制信号控制所述第一功率半导体器件13导通或断开。
56.在本实施例中，所述第二功率驱动电路12外接所述供电电源(即vcc)及第二脉宽调制信号，并与所述第二功率半导体器件14电性连接，用于在所述供电电源作用下按照所述第二脉宽调制信号控制所述第二功率半导体器件14导通或断开。其中，当所述第二脉宽调制信号的信号电平为低电平时，由所述第二功率驱动电路12控制所述第二功率半导体器件14断开；当所述第二脉宽调制信号的信号电平为高电平时，由所述第二功率驱动电路12控制所述第二功率半导体器件14导通。
57.其中，所述第二功率驱动电路12的第一输入端(即1i端口)外接所述供电电源(即vcc)，所述第二功率驱动电路12的第二输入端(即2i端口)外接所述第二脉宽调制信号，所述第二功率驱动电路12的第一输出端(即1o端口)与所述第二功率半导体器件14的栅极(即g端口)电性连接，所述第二功率驱动电路12的第二输出端(即2o端口)与所述第二功率半导体器件14的源极(即s端口)电性连接，从而按照所述第二脉宽调制信号控制所述第二功率半导体器件14导通或断开。
58.在本实施例中，所述第一自举电路15外接所述供电电源(即vcc)，并与所述电连接点及所述第一功率驱动电路11电性连接，用于根据第一功率半导体器件13和第二功率半导体器件14各自的通断状况，在外接的供电电源作用下进行充电，或者直接经所述第一功率驱动电路11向第一功率半导体器件13进行供电，以驱动所述目标激光扫描电机20运行。其中，在所述第一功率半导体器件13断开且所述第二功率半导体器件14导通时，所述供电电源、所述第一自举电路15及所述第二功率半导体器件14形成电流通路，此时所述供电电源得以对所述第一自举电路15进行充电；在所述第一功率半导体器件13导通且所述第二功率半导体器件14断开时，所述第一自举电路15、所述第一功率驱动电路11、所述第一功率半导体器件13、所述电连接点及所述目标激光扫描电机20形成一电流通路，此时所述所述第一自举电路15即可经所述第一功率驱动电路11向所述第一功率半导体器件13进行供电，以对与前述电连接点电性连接的目标激光扫描电机20进行驱动控制。
59.其中，所述第一自举电路15的输入端(即in端口)外接所述供电电源(即vcc)，所述第一自举电路15的第一输出端(即1o端口)与所述第一功率驱动电路11的第一输入端(即1i端口)电性连接，所述第一自举电路15的第二输出端(即2o端口)与所述电连接点电性连接。
由此，所述第一自举电路15在处于充电状态时，所述第一自举电路15的第二输出端(即2o端口)可视为接地，此时可直接由所述供电电源经所述第一自举电路15的输入端(即in端口)向该第一自举电路15充电；所述第一自举电路15在处于对外放电状态时，所述第一自举电路15、所述第一功率驱动电路11及所述第一功率半导体器件13构成一回路，此时可直接由所述第一自举电路15的第一输出端(即1o端口)经所述第一功率驱动电路11的第一输入端(即1i端口)及第一输入端(即1o端口)向所述第一功率半导体器件13进行供电。
60.由此，本技术可通过图1所示的激光扫描电机驱动电路10的具体组成，利用集成化电路代替现有隔离电源芯片，并针对激光扫描电机的功率半导体器件进行非隔离式自举驱动，从而有效降低电机驱动控制电路的占用体积及实现成本，便于对应激光雷达扫描系统的制造、推广及使用。
61.可选地，请参照图2，图2是本技术实施例提供的功率驱动电路的组成示意图。在本技术实施例中，所述第一功率驱动电路11与所述第二功率驱动电路12可采用相同的电路配置组成，其中单个功率驱动电路可以包括n型半导体开关器件31、第一p型半导体开关器件32、第二p型半导体开关器件33、偏置二极管34、偏置电阻35、保护电容36及驱动电阻37，其中n型半导体开关器件为电子型半导体开关器件，其可以是npn型三极管，也可以是n沟道mos管；p型半导体开关器件为空穴型半导体开关器件，其可以是pnp型三极管，也可以是p沟道mos管。
62.在本实施例中，所述n型半导体开关器件31的p区接线端(即p端口)经一个驱动电阻37构建对应功率驱动电路的第二输入端(即2i端口)，所述n型半导体开关器件31的第一n区接线端(即1n端口)经一个驱动电阻37与所述第一p型半导体开关器件32的n区接线端(即n端口)电性连接，所述n型半导体开关器件31的第二n区接线端(即2n端口)接地。
63.所述第一p型半导体开关器件32的第一p区接线端(即1p端口)经一个偏置电阻35与所述第一p型半导体开关器件32的n区接线端(即n端口)电性连接，其中所述第一p型半导体开关器件32的第一p区接线端(即1p端口)充当对应功率驱动电路的第一输入端(即1i端口)。
64.所述第二p型半导体开关器件33的n区接线端(即n端口)与所述第一p型半导体开关器件32的第二p区接线端(即2p端口)电性连接，所述第二p型半导体开关器件33的n区接线端(即n端口)与所述偏置二极管34的阳极电性连接，所述偏置二极管34的阴极经一个偏置电阻35与所述第二p型半导体开关器件33的第一p区接线端(即1p端口)电性连接，所述第二p型半导体开关器件33的n区接线端(即n端口)经一个偏置电阻35与所述第二p型半导体开关器件33的第二p区接线端(即2p端口)电性连接。
65.所述保护电容36的一端与所述第二p型半导体开关器件33的第一p区接线端(即1p端口)电性连接以构建对应功率驱动电路的第一输出端(即1o端口)；所述保护电容36的另一端与所述第二p型半导体开关器件33的第二p区接线端(即2p端口)电性连接以构建对应功率驱动电路的第二输出端(即2o端口)。其中，所述保护电容36配合所述第二p型半导体开关器件33实现对所在功率驱动电路的过压保护效果。
66.在本实施例中，当一个功率驱动电路外接的脉宽调制信号的信号电平为低电平时，该功率驱动电路所包括的n型半导体开关器件31及第一p型半导体开关器件32将在对应的外接电平作用下保持断开状态，此时该功率驱动电路将对应驱动该功率驱动电路所连接
的功率半导体器件断开；当一个功率驱动电路外接的脉宽调制信号的信号电平为高电平时，该功率驱动电路所包括的n型半导体开关器件31及第一p型半导体开关器件32将在对应的外接电平作用下保持导通状态，此时该功率驱动电路将对应驱动该功率驱动电路所连接的功率半导体器件导通。
67.在本技术实施例中，若上述n型半导体开关器件为npn型三极管，则该n型半导体开关器件的第一n区接线端(即1n端口)为npn型三极管的集电极(即c极)，该n型半导体开关器件的p区接线端(即p端口)为npn型三极管的基极(即b极)，该n型半导体开关器件的第二n区接线端(即2n端口)为npn型三极管的发射极(即e极)；
68.若上述n型半导体开关器件为n沟道mos管，则该n型半导体开关器件的第一n区接线端(即1n端口)为n沟道mos管的漏极(即d极)，该n型半导体开关器件的p区接线端(即p端口)为n沟道mos管的栅极(即g极)，该n型半导体开关器件的第二n区接线端(即2n端口)为n沟道mos管的源极(即s极)。
69.在本技术实施例中，若上述p型半导体开关器件为pnp型三极管，则该p型半导体开关器件的第一p区接线端(即1p端口)为pnp型三极管的发射极(即e极)，该p型半导体开关器件的n区接线端(即n端口)为pnp型三极管的基极(即b极)，该p型半导体开关器件的第二p区接线端(即2p端口)为pnp型三极管的集电极(即c极)；
70.若上述p型半导体开关器件为p沟道mos管，则该p型半导体开关器件的第一p区接线端(即1p端口)为p沟道mos管的源极(即s极)，该p型半导体开关器件的n区接线端(即n端口)为p沟道mos管的栅极(即g极)，该p型半导体开关器件的第二p区接线端(即2p端口)为p沟道mos管的漏极(即d极)。
71.在本技术实施例中，在单个功率驱动电路外接的脉宽调制信号的信号时延大于或等于2μs的情况下，该功率驱动电路包括的第一p型半导体开关器件32和第二p型半导体开关器件33均为pnp型三极管，该功率驱动电路包括的n型半导体开关器件31为npn型三极管，以确保该功率驱动电路的运行状况与所连接的脉宽调制信号的信号时延实质匹配。
72.在单个功率驱动电路外接的脉宽调制信号的信号时延小于2μs的情况下，该功率驱动电路包括的第一p型半导体开关器件32和第二p型半导体开关器件33均为p沟道mos管，该功率驱动电路包括的n型半导体开关器件31为n沟道mos管，以确保该功率驱动电路的运行状况与所连接的脉宽调制信号的信号时延实质匹配。
73.在本技术实施例中，在所述第一功率驱动电路11驱动所述第一功率半导体器件13导通，且所述第一自举电路15处于对外放电状态的情况下，所述第一自举电路15将经所述第一功率驱动电路11的第一p型半导体开关器件32、偏置二极管34及连接所述第一功率半导体器件13的栅极(即g端口)的偏置电阻35向所述第一功率半导体器件13提供电能。
74.可选地，请参照图3，图3是本技术实施例提供的激光扫描电机驱动电路10的组成示意图之二。在本技术实施例中，所述第一自举电路15可以包括第一自举二极管151、第一自举电容152及第一自举电阻153。
75.其中，所述第一自举二极管151的阳极充当所述第一自举电路15的输入端(即in端口)，所述第一自举电阻153与所述第一自举电容152相互并联，所述第一自举二极管151的阴极与所述第一自举电容152的一端电性连接，所述第一自举二极管151的阴极充当所述第一自举电路15的第一输出端(即1o端口)，所述第一自举电容152的另一端充当所述第一自
举电路15的第二输出端(即2o端口)。
76.由此，在所述第一功率半导体器件13断开且所述第二功率半导体器件14导通时，所述第一自举电路15处于充电状态，所述供电电源(即vcc)可经所述第一自举二极管151、所述第一自举电容152、所述电连接点向导通的第二功率半导体器件14通电并传输到接地端，此时第一自举电容152即在所述供电电源作用下进行积蓄电能。
77.在所述第一功率半导体器件13导通且所述第二功率半导体器件14断开时，所述第一自举电路15处于对外放电状态，积蓄有电能的所述第一自举电容152将经所述第一功率驱动电路11的第一p型半导体开关器件32、偏置二极管34及连接所述第一功率半导体器件13的栅极(即g端口)的偏置电阻35向所述第一功率半导体器件13提供电能。
78.可以理解的是，在所述第一功率半导体器件13与所述第二功率半导体器件14均处于断开状态时，所述第一自举电路15将对应处于内部放电状态，此时积蓄有电能的所述第一自举电容152将与所述第一自举电阻153配合形成自回流通路，由所述第一自举电容152通过所述第一自举电阻153进行放电。
79.在此过程中，所述第一自举电容152的电容值越大，则所述第一自举电容152的可充电时间越长，所述第一自举电容152放电时的电压下降速率越小。其中，所述第一自举电容152在充电时期内的电压数值可以达到vcc-0.7v，所述第一自举电容152在放电时期内的电压数值可维持在不低于0.9*(vcc-0.7v)的状态。
80.由此，本技术可通过上述第一自举电路15的具体组成，实现该第一自举电路15的电压自举功能。
81.可选地，请参照图4，图4是本技术实施例提供的激光扫描电机驱动电路10的组成示意图之三。在本技术实施例中，所述激光扫描电机驱动电路10还可以包括相电流采样电路16，上述电连接点(即所述桥臂功率控制电路的功率输出端口)经所述相电流采样电路16与所述目标激光扫描电机20电性连接，其中所述相电流采样电路16外接所述供电电源(即vcc)，用于在所述供电电源作用下对所述目标激光扫描电机20进行相电流采样处理。
82.可选地，请参照图5，图5是本技术实施例提供的激光扫描电机驱动电路10的组成示意图之四。在本技术实施例中，所述相电流采样电路16可以包括模数转换单元161及相电流采样电阻162，所述激光扫描电机驱动电路10还可以包括针对所述模数转换单元161的第二自举电路17。
83.其中，所述电连接点串联所述相电流采样电阻162地连接所述目标激光扫描电机20，所述模数转换单元161的两个采样端分别连接所述相电流采样电阻162的两端，用于在正常供电状态下直接对所述相电流采样电阻162进行相电流采集处理，提升电流采样精度及电流采样效率。
84.所述第二自举电路17的输入端(即in端口)外接所述供电电源(即vcc)，所述第二自举电路17的控制端(即con端口)与所述电连接点电性连接，所述第二自举电路17的两个输出端(即1o端口及2o端口)分别与所述模数转换单元161的两个电压输入端电性连接。
85.其中，在所述第一功率半导体器件13断开且所述第二功率半导体器件14导通时，所述供电电源经所述第二自举电路17、所述电连接点向导通的所述第二功率半导体器件14通电并传输到接地端，此时所述第二自举电路17处于充电状态，由所述供电电源对所述第二自举电路17进行充电。
86.在所述第一功率半导体器件13导通且所述第二功率半导体器件14断开时，所述第二自举电路17与所述模数转换单元161构成自回流通路，此时所述第二自举电路17处于对外放电状态，由所述第二自举电路17向所述模数转换单元161进行供电。
87.由此，本技术可通过上述第二自举电路17针对所述相电流采样电路16实现非隔离式自举驱动效果，从而进一步降低电机驱动电路的占用体积及实现成本，便于对应激光雷达扫描系统的制造、推广及使用。
88.可以理解的是，上述模数转换单元161可以由ldo(low dropout regulator，低压差线性稳压器)稳压器及模数转换器相互串联形成，其中ldo稳压器设为所述模数转换器的前端器件；上述模数转换单元161也可以是由具有ldo稳压器功能的模数转换器充当。
89.可选地，请参照图6，图6是本技术实施例提供的激光扫描电机驱动电路10的组成示意图之五。在本技术实施例中，所述第二自举电路17可以包括第二自举二极管171、第二自举电阻172及第二自举电容173。
90.其中，所述第二自举二极管171的阳极充当所述第二自举电路17的输入端(即in端口)，所述第二自举电阻172与所述第二自举电容173相互并联，所述第二自举电阻172的一端与所述第二自举二极管171的阴极电性连接，所述第二自举电阻172的另一端充当所述第二自举电路17的控制端(即con端口)，所述第二自举电容173的两端分别充当所述第二自举电路17的一个输出端(即1o端口或2o端口)。
91.由此，在所述第一功率半导体器件13断开且所述第二功率半导体器件14导通时，所述第二自举电路17处于充电状态，所述供电电源(即vcc)可经所述第二自举二极管171、所述第二自举电容173、所述电连接点向导通的第二功率半导体器件14通电并传输到接地端，此时第二自举电容173即在所述供电电源作用下进行积蓄电能。
92.在所述第一功率半导体器件13导通且所述第二功率半导体器件14断开时，所述第二自举电路17处于对外放电状态，积蓄有电能的所述第一自举电容152将与所述模数转换单元161构成自回流通路，此时所述第一自举电容152将直接向所述模数转换单元161提供电能。
93.可以理解的是，在所述第一功率半导体器件13与所述第二功率半导体器件14均处于断开状态时，所述第二自举电路17将对应处于内部放电状态，此时积蓄有电能的所述第二自举电容173将与所述第二自举电阻172配合形成自回流通路，由所述第二自举电容173通过所述第二自举电阻172进行放电。
94.在此过程中，所述第二自举电容173的电容值越大，则所述第二自举电容173的可充电时间越长，所述第二自举电容173放电时的电压下降速率越小。其中，所述第二自举电容173在充电时期内的电压数值可以达到vcc-0.7v，所述第二自举电容173在放电时期内的电压数值可维持在不低于0.9*(vcc-0.7v)的状态。
95.由此，本技术可通过上述第二自举电路17的具体组成，实现该第二自举电路17的电压自举功能。
96.在本技术中，本技术实施例还提供一种激光雷达扫描系统，所述激光雷达扫描系统包括目标激光雷达及上述任意一种的激光扫描电机驱动电路10，所述激光扫描电机驱动电路10与所述目标激光雷达包括的目标激光扫描电机20电性连接，用于对所述目标激光扫描电机20进行驱动控制，从而实现所述激光雷达扫描系统的激光扫描功能。
97.综上所述，在本技术实施例提供的一种激光扫描电机驱动电路及激光雷达扫描系统中，本技术通过将第一功率半导体器件和第二功率半导体器件串联在一起，使第一功率半导体器件外接工作电源，并使第二功率半导体器件接地，而后由第一功率驱动电路在外接的供电电源作用下按照外接的第一脉宽调制信号控制第一功率半导体器件导通或断开，并由第二功率驱动电路在外接的供电电源作用下按照外接的第二脉宽调制信号控制第二功率半导体器件导通或断开，使连接两个功率半导体器件之间的电连接点及第一功率驱动电路的第一自举电路能够根据两个功率半导体器件各自的通断状况，在外接的供电电源作用下进行充电，或者直接经第一功率驱动电路向第一功率半导体器件进行供电，以对与前述电连接点电性连接的目标激光扫描电机进行驱动控制，从而得以通过集成化电路针对激光扫描电机的功率半导体器件进行非隔离式自举驱动，有效降低电机驱动控制电路的占用体积及实现成本，便于对应激光雷达扫描系统的制造、推广及使用。
98.以上所述，仅为本技术的各种实施方式，但本技术的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本技术揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本技术的保护范围之内。因此，本技术的保护范围应当以权利要求的保护范围为准。

技术特征：

1.一种激光扫描电机驱动电路，其特征在于，所述电机驱动电路包括第一功率驱动电路、第二功率驱动电路、第一功率半导体器件、第二功率半导体器件及第一自举电路；所述第一功率半导体器件外接工作电源，所述第二功率半导体器件接地，相互串联的所述第一功率半导体器件和所述第二功率半导体器件之间的电连接点与一目标激光扫描电机电性连接，用于对所述目标激光扫描电机进行驱动控制；所述第一功率驱动电路外接供电电源及第一脉宽调制信号，并与所述第一功率半导体器件电性连接，用于在所述供电电源作用下按照所述第一脉宽调制信号控制所述第一功率半导体器件导通或断开；所述第二功率驱动电路外接所述供电电源及第二脉宽调制信号，并与所述第二功率半导体器件电性连接，用于在所述供电电源作用下按照所述第二脉宽调制信号控制所述第二功率半导体器件导通或断开；所述第一自举电路外接所述供电电源，并与所述电连接点及所述第一功率驱动电路电性连接；其中，所述供电电源在所述第一功率半导体器件断开且所述第二功率半导体器件导通时，对所述第一自举电路进行充电；所述第一自举电路在所述第一功率半导体器件导通且所述第二功率半导体器件断开时，经所述第一功率驱动电路向所述第一功率半导体器件进行供电。2.根据权利要求1所述的电机驱动电路，其特征在于，在所述第一功率半导体器件与所述第二功率半导体器件分别为n沟道mos管或n沟道igbt管的情况下，所述第一功率半导体器件的漏极外接所述工作电源，所述第一功率半导体器件的源极与所述第二功率半导体器件的漏极电性连接，所述第二功率半导体的源极接地，其中所述电连接点位于所述第一功率半导体器件的源极与所述第二功率半导体器件的漏极之间的电连接线上；所述第一功率驱动电路的第一输入端外接所述供电电源，所述第一功率驱动电路的第二输入端外接所述第一脉宽调制信号，所述第一功率驱动电路的第一输出端与所述第一功率半导体器件的栅极电性连接，所述第一功率驱动电路的第二输出端与所述第一功率半导体器件的源极电性连接；所述第二功率驱动电路的第一输入端外接所述供电电源，所述第二功率驱动电路的第二输入端外接所述第二脉宽调制信号，所述第二功率驱动电路的第一输出端与所述第二功率半导体器件的栅极电性连接，所述第二功率驱动电路的第二输出端与所述第二功率半导体器件的源极电性连接。3.根据权利要求2所述的电机驱动电路，其特征在于，每个功率驱动电路包括第一p型半导体开关器件、第二p型半导体开关器件、n型半导体开关器件、偏置二极管、偏置电阻、保护电容及驱动电阻；所述n型半导体开关器件的p区接线端经一个驱动电阻构建所述功率驱动电路的第二输入端，所述n型半导体开关器件的第一n区接线端经一个驱动电阻与所述第一p型半导体开关器件的n区接线端电性连接，所述n型半导体开关器件的第二n区接线端接地；所述第一p型半导体开关器件的第一p区接线端经一个偏置电阻与所述第一p型半导体开关器件的n区接线端电性连接，其中所述第一p型半导体开关器件的第一p区接线端充当所述功率驱动电路的第一输入端；所述第二p型半导体开关器件的n区接线端与所述第一p型半导体开关器件的第二p区
接线端电性连接，所述第二p型半导体开关器件的n区接线端与所述偏置二极管的阳极电性连接，所述偏置二极管的阴极经一个偏置电阻与所述第二p型半导体开关器件的第一p区接线端电性连接，所述第二p型半导体开关器件的n区接线端经一个偏置电阻与所述第二p型半导体开关器件的第二p区接线端电性连接；所述保护电容的一端与所述第二p型半导体开关器件的第一p区接线端电性连接以构建所述功率驱动电路的第一输出端，所述保护电容的另一端与所述第二p型半导体开关器件的第二p区接线端电性连接以构建所述功率驱动电路的第二输出端。4.根据权利要求3所述的电机驱动电路，其特征在于，在所述功率驱动电路外接的脉宽调制信号的信号时延大于或等于2μs的情况下，该功率驱动电路包括的第一p型半导体开关器件和第二p型半导体开关器件均为pnp型三极管，该功率驱动电路包括的n型半导体开关器件为npn型三极管；在所述功率驱动电路外接的脉宽调制信号的信号时延小于2μs的情况下，该功率驱动电路包括的第一p型半导体开关器件和第二p型半导体开关器件均为p沟道mos管，该功率驱动电路包括的n型半导体开关器件为n沟道mos管。5.根据权利要求2所述的电机驱动电路，其特征在于，所述第一自举电路的输入端外接所述供电电源，所述第一自举电路的第一输出端与所述第一功率驱动电路的第一输入端电性连接，所述第一自举电路的第二输出端与所述电连接点电性连接。6.根据权利要求5所述的电机驱动电路，其特征在于，所述第一自举电路包括第一自举二极管、第一自举电容及第一自举电阻；所述第一自举二极管的阳极充当所述第一自举电路的输入端；所述第一自举电阻与所述第一自举电容相互并联，所述第一自举二极管的阴极与所述第一自举电容的一端电性连接，所述第一自举二极管的阴极充当所述第一自举电路的第一输出端，所述第一自举电容的另一端充当所述第一自举电路的第二输出端。7.根据权利要求1-6中任意一项所述的电机驱动电路，其特征在于，所述电机驱动电路还包括相电流采样电路；所述电连接点经所述相电流采样电路与所述目标激光扫描电机电性连接，其中所述相电流采样电路外接所述供电电源，用于对所述目标激光扫描电机进行相电流采样处理。8.根据权利要求7所述的电机驱动电路，其特征在于，所述电机驱动电路还包括第二自举电路，所述相电流采样电路包括模数转换单元及相电流采样电阻；所述电连接点串联所述相电流采样电阻地连接所述目标激光扫描电机，所述模数转换单元的两个采样端分别连接所述相电流采样电阻的两端；所述第二自举电路的输入端外接所述供电电源，所述第二自举电路的控制端与所述电连接点电性连接，所述第二自举电路的两个输出端分别与所述模数转换单元的两个电压输入端电性连接；其中，所述供电电源在所述第一功率半导体器件断开且所述第二功率半导体器件导通时，对所述第二自举电路进行充电；所述第二自举电路在所述第一功率半导体器件导通且所述第二功率半导体器件断开时，向所述模数转换单元进行供电。9.根据权利要求8所述的电机驱动电路，其特征在于，所述第二自举电路包括第二自举二极管、第二自举电阻及第二自举电容；所述第二自举二极管的阳极充当所述第二自举电路的输入端；
所述第二自举电阻与所述第二自举电容相互并联，所述第二自举电阻的一端与所述第二自举二极管的阴极电性连接，所述第二自举电阻的另一端充当所述第二自举电路的控制端，所述第二自举电容的两端分别充当所述第二自举电路的一个输出端。10.一种激光雷达扫描系统，其特征在于，所述雷达扫描系统包括目标激光雷达及权利要求1-9中任意一项所述的激光扫描电机驱动电路，所述激光扫描电机驱动电路与所述目标激光雷达包括的目标激光扫描电机电性连接，用于对所述目标激光扫描电机进行驱动控制。

技术总结

本申请提供一种激光扫描电机驱动电路及激光雷达扫描系统，涉及激光扫描技术领域。本申请通过将外接工作电源的第一功率半导体器件和接地的第二功率半导体器件相互串联，由第一、第二功率驱动电路各自在外接的供电电源作用下按照外接的脉宽调制信号控制连接的功率半导体器件导通或断开，使第一自举电路能够根据两个功率半导体器件各自的通断状况，在外接的供电电源作用下进行充电，或者直接经第一功率驱动电路向第一功率半导体器件进行供电，以对目标激光扫描电机进行驱动控制，从而通过对激光扫描电机的功率半导体器件进行非隔离式自举驱动，有效降低电机驱动控制电路的占用体积及实现成本，便于激光雷达扫描系统的制造、推广及使用。推广及使用。推广及使用。