具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

为了解决在云台有限的空间中步进电机承载小的问题，本发明实施例提供了一种步进电机驱动电路，通过提高步进电机的驱动电压，同时保证驱动电压在安全用电范围内，从而增大了步进电机的承载能力，满足云台电机的需求。

在本发明实施例中，如图1所示，所述步进电机驱动电路包括：

DC-DC升压电路10，所述DC-DC升压电路10用于接收电源电压，并对所述电源电压进行升压处理，得到升压后的电源电压；

与所述DC-DC升压电路10连接的整流滤波电路20，所述整流滤波电路20用于对所述升压后的电源电压进行整流滤波，得到驱动电压；

与所述整流滤波电路20连接的电机驱动电路30，所述电机驱动电路30用于根据所述驱动电压控制步进电机的运动，其中所述电机驱动电路30在驱动电压的输入侧、步进电机的A相桥臂和B相桥臂上均包括若干个滤波电容。

在这里，所述步进电机驱动电路内置于云台，用于控制步进电机，使摄像机实现水平旋转、垂直翻转。所述DC-DC升压电路10将输入的电源电压升压到步进电机所需的输出电压，并且升压后的电流满足步进电机运行时的最大电流，以在提高步进电机的驱动电压的同时保证驱动电压在安全用电范围内。可选地，作为本发明的一个优选示例，所述DC-DC升压电路10输入的电源电压为24V，升压后的电源电压为34V。

所述整流滤波电路20将DC-DC升压电路10升压后的输出电压进行整流滤波，整流滤波后的电压再送到电机驱动电路30，作为步进电机的驱动电压。

所述电机驱动电路30控制步进电机工作。步进电机的所有逻辑通过电机驱动电路30完成，不需要软件来控制电机，只需提供目标位置即可实现步进电机的运动和控制。其中，所述电机驱动电路30在驱动电压的输入侧、步进电机的A相桥臂和B相桥臂上均包括若干个滤波电容，从而有效地减少了振铃。

本发明实施例提供的步进电机驱动电路，提高了步进电机的驱动电压，增大了步进电机的承载能力，不受云台电机限制，有效地解决了现有安防摄像机在云台有限的空间中步进电机存在承载能力不足的问题。

可选地，作为本发明的一个优选实例，如图2所示，所述电机驱动电路30包括：

控制器31、电机驱动芯片32、H桥电路33；

所述控制器31与所述电机驱动芯片32通过SPI接口进行通信；

所述电机驱动芯片32的MOSFET驱动器单元连接所述H桥电路33；

所述控制器31可发送使能信号到所述电机驱动芯片32，对电机驱动芯片32连接的H桥电路33进行关闭或者开启；

整流滤波电路20的输出电压连接到电机驱动芯片32的电机电源电压引脚，用于向H桥电路33的上桥臂提供电能；

所述H桥电路33用于控制步进电机工作。

具体地，所述电机驱动芯片32的电机电源电压输入端与所述整流滤波电路20的输出端连接，SPI接口和使能端EN分别与所述控制器31连接，MOSFET驱动器单元输出端与所述H桥电路33连接；

所述H桥电路33与步进电机连接。

所述控制器31用于使能所述电机驱动芯片32，所述电机驱动芯片32用于生成驱动信号，所述H桥电路33用于根据所述驱动信号控制步进电机工作。

在这里，所述控制器31通过使能所述电机驱动芯片32从而驱动步进电机。所述电机驱动芯片32装载着所述步进电机的所有控制逻辑。所述H桥电路33包括第一H桥电路和第二H桥电路；所述第一H桥电路和第二H桥电路分别与所述电机驱动芯片32的连接，所述第一H桥电路构成步进电机的B相桥臂，所述第二H桥电路构成步进电机的A相桥臂。所述电机驱动芯片32根据控制器31提供过来的目标位置改变步进电机的A相桥臂和B相桥臂的电流，从而实现步进电机的运动和控制。

可选地，如图3所示，为本发明实施例提供的H桥电路示意图。所述第一H桥电路包括第一双N沟道MOS管Q1、第二双N沟道MOS管Q2，第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8、第一采样电阻RF1、第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3、第四电容C4、第五电容C5、第六电容C6、第七电容C7；

所述第一双N沟道MOS管Q1组成步进电机B相正负极性的下桥臂，第二双N沟道MOS管Q2组成步进电机B相正负极性的上桥臂；

所述第一双N沟道MOS管Q1的第一漏极D1、第二漏极D2分别与第二双N沟道MOS管Q2的第一源极S1、第二源极S2连接；第一双N沟道MOS管Q1的第一源极S1、第二源极S2与第一采样电阻RF1的第一端连接，第一采样电阻RF1的第二端接地，第二双N沟道MOS管Q2的第一漏极D1、第二漏极D2和第二电容C2的第一端、第三电容C3的第一端之间的共节点连接驱动电压，第二电容C2的第二端、第三电容C3的第二端共接于地；

第一双N沟道MOS管Q1的第一栅极G1串联第五电阻R5连接到电机驱动芯片的B相第一低侧栅极驱动输出端LB1，第二栅极G2串联第六电阻R6连接到电机驱动芯片32的B相第二低侧栅极驱动输出端LB2，第一采样电阻RF1的第一端串联第七电阻R7连接到电机驱动芯片32的B相采样电阻端SRBH，第一采样电阻RF1的第二端串联第八电阻R8连接到电机驱动芯片32的B相采样电阻地端SRBL，第七电容C7与所述第一采样电阻RF1并联；

所述第一双N沟道MOS管Q1的第二漏极D2并联接到第四电阻R4的第一端、第六电容C6的第一端，第四电阻R4的第二端与电机驱动芯片32的B相桥臂第二中间节点BMB2连接，第六电容C6的第二端接地；

所述第一双N沟道MOS管Q1的第一漏极D1并联接到第三电阻R3的第一端、第五电容C5的第一端，第三电阻R3的第二端与电机驱动芯片32的B相桥臂第一中间节点BMB1连接，第五电容C5的第二端接地；

电机驱动芯片32的B相第二自举电容正极端CB2串联第一电容C1到B相桥臂第二中间节点BMB2，电机驱动芯片32的B相第一自举电容正极端CB1串联第四电容C4到B相桥臂第一中间节点BMB1；

所述第二双N沟道MOS管Q2的第二栅极G2串联第一电阻R1连接到电机驱动芯片32的B相第二高侧栅极驱动输出端HB2，第一栅极G1串联第二电阻R2连接到电机驱动芯片32的B相第一高侧栅极驱动输出端HB1。

第二H桥电路包括第三双N沟道MOS管Q3、第四双N沟道MOS管Q4，第九电阻R9、第十电阻R10、第十一电阻R11、第十二电阻R12、第十三电阻R13、第十四电阻R14、第十五电阻R15、第十六电阻R16，第二采样电阻RF2-35，第八电容C8、第九电容C9、第十电容C10、第十一电容C11、第十二电容C12、第十三电容C13、第十四电容C14；

所述第三双N沟道MOS管Q3组成步进电机A相正负极性的下桥臂，第四双N沟道MOS管Q4组成步进电机A相正负极性的上桥臂；

所述第三双N沟道MOS管Q3的第一漏极D1、第二漏极D2分别与第四双N沟道MOS管Q4的第一源极S1、第二源极S2连接；第三双N沟道MOS管Q3的第一源极S1、第二源极S2与第二采样电阻RF2的第一端连接，第二采样电阻RF2的第二端接地，第四双N沟道MOS管Q4的第一漏极D1、第二漏极D2和第十电容C10的第一端、第十一电容C11的第一端之间的共节点连接驱动电压，第十电容C10的第二端、第十一电容C11的第二端共接于地；

第三双N沟道MOS管Q3的第二栅极G2串联第十六电阻R16连接到电机驱动芯片32的A相第二低端栅极驱动输出端LA2，第一栅极G1串联第十电阻R10连接到电机驱动芯片32的A相第一低侧栅极驱动输出端LA1，第二采样电阻RF2的第一端串联第十一电阻R11连接到电机驱动芯片32的A相采样电阻端SRAH，第二采样电阻RF2的第二端串联第十二电阻R12连接到电机驱动芯片32的A相采样电阻地端SRAL，第十二电容C12与所述第二采样电阻RF2并联；

所述第三双N沟道MOS管Q3的第二漏极D2并联接到第十五电阻R15的第一端、第十四电容C14的第一端，第十五电阻R15的第二端与电机驱动芯片32的A相桥臂第二中间节点BMA2连接，第十四电容C14的第二端接地；

所述第三双N沟道MOS管Q3的第一漏极D1并联接到第十四电阻R14的第一端、第十三电容C13的第一端，第十四电阻R14的第二端与电机驱动芯片的A相桥臂第一中间节点BMA1，第十三电容C13的第二端接地；

电机驱动芯片32的A相第二自举电容正极端CA2串联第八电容C8到A相桥臂第二中间节点BMA2，电机驱动芯片32的A相第一自举电容正极端CA1串联第九电容C9到A相桥臂第一中间节点BMA1；

所述第四双N沟道MOS管Q4的第二栅极G2串联第十三电阻R13连接到电机驱动芯片32的A相第二高侧栅极驱动输出端HA2，第一栅极G1串联第九电阻R9连接到电机驱动芯片32的A相第一高侧栅极驱动输出端HA1。

可见，本发明实施例在驱动电机的A相正极H_OUTA+和负极H_OUTA-、B相正极H_OUTB+和负极H_OUTB-、驱动电压Hmotor_34V引脚附近提供足够的滤波电容，在高侧/低侧的MOSFET的栅极G增加第一电阻R1、第二电阻R2、第五电阻R5、第六电阻R6、第九电阻R9、第十电阻R10、第十三电阻R13、第十六电阻R16和输出端增加第十三电容C13、第十四电容C14，有效地减少了振铃。

可选地，作为本发明的一个优选实例，如图3所示，所述第一H桥电路还包括第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3、第四二极管D4；

所述第一二级管D1的负极连到电机驱动芯片32的B相桥臂第一中间节点BMB1，正极接地；

所述第二二级管D2的负极连到电机驱动芯片32的B相桥臂第二中间节点BMB2，正极接地；

第三二级管D3与第一电阻R1并联，负极与电机驱动芯片32的B相第二高侧栅极驱动输出端HB2连接，正极与第二双N沟道MOS管Q2的第二栅极G2连接；

第四二级管D4与第六电阻R6并联，负极与电机驱动芯片32的B相第二低侧栅极驱动输出端LB2连接，正极与第一双N沟道MOS管Q1的第二栅极G2连接。

可选地，作为本发明的一个优选实例，如图3所示，所述第二H桥电路还包括第五二极管D5、第六二极管D6、第七二极管D7、第八二极管D8；

所述第五二级管D5的负极连到电机驱动芯片32的A相桥臂第一中间节点BMA1，正极接地；

所述第六二级管D6的负极连到电机驱动芯片32的A相桥臂第二中间节点BMA2，正极接地；

所述第七二级管D7与第十三电阻R13并联，负极与电机驱动芯片32的A相第二高侧栅极驱动输出端HA2连接，正极与第四双N沟道MOS管Q4的第二栅极G2连接；

所述第八二级管D8与第十六电阻R16并联，负极与电机驱动芯片32的A相第二低侧栅极驱动输出端LA2连接，正极连到第三双N沟道MOS管Q3的第二栅极G2连接。

在这里，本发明实施例通过增加第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3、第四二极管D4构成所述第一H桥电路的保护电路和第五二极管D5、第六二极管D6、第七二极管D7、第八二极管D8构成所述第二H桥电路的保护电路。其中，第一二极管D1、第二二极管D2、第五二极管D5、第六二极管D6分别用于消除B相、A相桥臂中间节点的下冲，第三二极管D3、第四二极管D4、第七二极管D7、第八二极管D8分别用于确保第二双N沟道MOS管Q2、第一双N沟道MOS管Q1、第四双N沟道MOS管Q4、第三双N沟道MOS管Q3在缓慢切换斜率下的安全关断。

可选地，作为本发明的一个优选示例，如图4所示，所述整流滤波电路20包括：整流二极管Dr、电感L1、第十五电容C15、第十六电容C16、第十七电容C17、第十八电容C18、第十九电容C19、第二十电容C20、第二十一电容C21；

所述整流二极管Dr的正极与DC-DC升压电路10的输出端连接，负极与所述电感L1的第一端连接；

所述电感L1的第二端连接所述整流滤波电路20的输出端；

所述第十五电容C15、第十六电容C16、第十七电容C17、第十八电容C18-17、第十九电容C19、第二十电容C20、第二十一电容C21并联在所述整流滤波电路20的输出端与大地之间。

在所述整流滤波电路20中，DC-DC升压电路10的输出端电流经过整流二极管Dr整流，再经过由电感L1与电容C15～C21组成的LC滤波电路，可以有效抑制干扰信号，获得比较纯净的直流电流。

本发明提高了步进电机的驱动电压，增大了步进电机的承载能力，不受云台电机限制，有效地解决了现有安防摄像机在云台有限的空间中步进电机存在承载能力不足的问题。

可选地，本发明实施例还提供了一种步进电机，所述步进电机包括如上所述的步进电机驱动电路。所述步进电机驱动电路的结构和功能具体请参见上述实施例的叙述，此处不做赘述。

应当理解，上述功能模式仅为本发明的一个实施例，并不用于限制本发明。在其他的一些实施例中，也可以根据实际需要设置功能模式具体控制逻辑。

以上所述实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本发明的保护范围之内。