CN209748235U - 一种地下管道探测设备的电源装置 - Google Patents

Abstract

一种地下管道探测设备的电源装置，包括供电电源、电源装置启动关闭控制电路、+12V模拟电源变换电路、中间电压变换电路、5v放大器电源变换电路、+5V模拟电压变换电路、+3.3V模拟电源变换电路和+3.3V数字电源变换电路，所述电源装置启动关闭控制电路分别与+12V模拟电源变换电路、中间电压变换电路、5v放大器电源变换电路和供电电源电连接，所述中间电压变换电路分别与+5V模拟电压变换电路、+3.3V模拟电源变换电路和+3.3V数字电源变换电路电连接。其优点为：采用大于14V电源输入电压，充分确保了探测信号输出功率要求，最大限度增强探测的距离和精度；将电源电压实现多路分压，并且严格遵循数字电源和模拟电源独立分开。

Description

一种地下管道探测设备的电源装置

技术领域

本实用新型涉及供电电源技术领域，具体涉及一种地下管道探测设备的电源装置。

背景技术

地下管道是城市基础设施的重要组成部分，主要包括燃气、给排水、热力、电信、电力、工业管道等几大类，担负着传递信息和输送能量的工作，是城市赖以生存和发展的物质基础，被称为城市的生命线。城市地下管道非开挖探测定位是近年来市政工程发展所需要迫切解决的一项高新技术，地下管道探测是地下管网信息化管理关键技术，探测装置包含基本模块有多电压高精度稳定电源装置、多传感器融合、微电子技术、计算机控制技术、机器人控制、信号处理等多项技术的集成。

现有地下管道探测装置的电源部分主要技术特点和不足体现在下列几个方面：

1、多数电源装置输入电源电压范围在3.3V-12V之间，该电压范围虽然能基本满足地下管道探测装置电路运作，但是其探测信号的输出功率受电源装置的输入电压影响，无法以较大功率发射探测震荡信号，在复杂地下环境的干扰下，信号传输距离有所限制导致在部分应用场景下探测深度达不到要求。

2、多数地下管道探测装置的电源部分电路对电源电压分压单一，特别是对模拟电源和数字电源没有采用独立隔离处理，在电路板布局布线设计中模拟部分电源和数字电源对信号传输线路的跨分割干扰，导致探测装置输出探测信号和检测分析地下信标回传信号过程中的信号不稳定问题，直接影响探测结果。

3、多数地下管道探测装置对电池输入电压没有进行电源电压低压保护的设计考虑，当电源电压较低时仍然能以低功率触发探测装置运行，由于没有稳定电源输入功率的限制，使得在不同输入电源功率的波动过程中地下管道探测装置探测输出信号和反馈信号有不同程度的波动，使得最终探测结果的不稳定和影响探测精度。

4、多数地下管道探测装置的电源装置分压降压电路设计中没有采用中间电压实现过度，可能导致直接将电池输入电压降压为较低电压过程中降压芯片运行功率过大，高损耗发热导致电源电能的浪费。

5、多数地下管道探测装置的电源装置部分，其启动方式主要为手动式物理开关实现。采用该种启动方式的主要缺点在于探测装置的开启和关闭都必须通过手动开关电源开关实现，导致在关闭探测系统时，无法实现临时探测数据的保存。同时存在电源装置正常使用过程中误触导致的突然关机，影响探测实施过程。

实用新型内容

为了克服背景技术的不足，本实用新型提供一种地下管道探测设备的电源装置，解决上述技术问题。

本实用新型所采用的技术方案：一种地下管道探测设备的电源装置，包括供电电源、电源装置启动关闭控制电路、+12V模拟电源变换电路、中间电压变换电路、5v放大器电源变换电路、+5V模拟电压变换电路、+3.3V模拟电源变换电路和+3.3V数字电源变换电路，所述电源装置启动关闭控制电路分别与+12V模拟电源变换电路、中间电压变换电路、5v放大器电源变换电路和供电电源电连接，所述中间电压变换电路分别与+5V模拟电压变换电路、+3.3V模拟电源变换电路和+3.3V数字电源变换电路电连接。

所述电源装置启动关闭控制电路包括电池保护芯片U10，所述电池保护芯片U10的VDD 端连接有电阻R11一端，电池保护芯片U10的VDD端与VSS端之间连接有电容C34，电池保护芯片U10的VSS端连接电源输入地电平GND端，所述电阻R11另一端连接有三极管Q6的发射极和三极管Q7的发射极，所述三极管Q6的基极和三极管Q7的基极相连，并连接有电阻 R22的一端和电阻R15的一端，三极管Q7的集电极连接电源输入地电平GND端，三极管Q6 的集电极连接有三极管Q5的集电极，所述电阻R15的另一端连接电源输入地电平GND端，电阻R22的另一端连接有二极管D3一端，二极管D3另一端依次连接电源开关按钮、电阻R24、电压源D2和电源输入地电平GND端，电阻R24与电压源D2之间连接有电阻R20的一端，电阻R20另一端连接OFIO5输入网络接口，所述三极管Q6的集电极、三极管Q5的集电极之间与电阻R22、二极管D3之间相连，三极管Q5的发射极连接电源输入端BAT，三极管Q5的基极连接有电阻R16的一端和三极管Q8的集电极，电阻R16另一端连接接电源输入端BAT，三极管Q8的发射极连接电源输入地电平GND端，三极管Q8的基极依次连接有电阻R6和OFIO6 输出网络接口；所述电池保护芯片U10的VM端依次连接电阻R9和电源输入地电平GND端，电池保护芯片U10的DO端依次连接电阻R14和三极管Q2的基极，所述三极管Q2的发射极连接电源输入地电平GND端，三极管Q2的集电极分别连接有电阻R25的一端、三极管Q4的基极和三极管Q1的基极，电阻R25的另一端分别连接电源输入端BAT、三极管Q4的集电极和 MOS管Q9的漏极，三极管Q4的发射极分别与三极管Q1的发射极和MOS管Q9的栅极连接， MOS管Q9的源极分别与+12V模拟电源变换电路、中间电压变换电路、5v放大器电源变换电路连接。

所述+12V模拟电源变换电路包括稳压器U7，所述稳压器U7的IN端连接有并联的电容 C36和电容C30的一端，电容C36和电容C30的另一端连接稳压器U7的TAB端，电容C30的一端连接电源装置启动关闭控制电路，稳压器U7的OUT端连接有并联的电容C33和电容C29 的一端，电容C33和电容C29的另一端连接稳压器U7的GND端，电容C29的一端连接+12V 输出电压，所述稳压器U7的TAB端与稳压器U7的GND端连接，并连接至电源输入地电平GND 端。

所述中间电压变换电路包括稳压芯片U2，所述稳压芯片U2的VIN端连接有并联的电容 C8、电容C9和电容C4的一端，电容C8、电容C9和电容C4的另一端连接至稳压芯片U2的GND端，所述电容C4的一端连接电源装置启动关闭控制电路，另一端连接电源输入地电平GND 端，所述稳压芯片U2的COMP端依次连接电阻R4、电容C15和稳压芯片U2的GND端，稳压芯片U2的SS端依次连接电容C16和稳压芯片U2的GND端，稳压芯片U2的BOOT端连接有电容C3的一端，电容C3另一端分别连接稳压芯片U2的PH端、二极管D1的一端和电感L1的一端，二极管D1的另一端连接电源输入地电平GND端，电感L1另一端连接有并联的电阻R5、电容C13和电容C14的一端，电阻R5的另一端串联电阻R7后与电容C13和电容C14的另一端相连，并连接至电源输入地电平GND端，电阻R5与电阻R7之间连接至稳压芯片U2的VSENSE 端,电容C14一端分别与+5V模拟电压变换电路、+3.3V模拟电源变换电路和+3.3V数字电源变换电路电连接。

所述+5V模拟电压变换电路包括稳压芯片U3，稳压芯片U3的VIN端连接有并联的电容 C20和电容C26的一端，所述电容C20的一端连接中间电压变换电路，所述稳压芯片U3的EN 端连接有电阻R10的一端，电阻R10的另一端与电容C26的一端连接，稳压芯片U3的VOUT端连接有并联的电容C10和电容C5的一端，所述电容C5的一端连接+5V_A输出电压，电容C20、电容C26、电容C10和电容C5的另一端连接稳压芯片U3的CND端，稳压芯片U3的CND 端连接至电源输入地电平GND端。

所述+3.3V模拟电源变换电路包括稳压芯片U5，稳压芯片U5的VIN端连接有并联的电容 C22和电容C28的一端，所述电容C22的一端连接中间电压变换电路，所述稳压芯片U5的EN 端分别连接电阻R2的一端和GPIO2接口，电阻R2的另一端连接稳压芯片U5的CND端，稳压芯片U5的VOUT端连接有并联的电容C12和电容C7的一端，所述电容C7的一端连接+3V3_S输出电压，电容C22、电容C28、电容C12和电容C7的另一端连接稳压芯片U5的CND端，稳压芯片U5的CND端连接至电源输入地电平GND端。

所述+3.3V数字电源变换电路包括稳压芯片U4，稳压芯片U4的VIN端连接有并联的电容 C21和电容C27的一端，所述电容C21的一端连接中间电压变换电路，所述稳压芯片U4的EN 端分别连接电阻R1的一端和GPIO1接口，电阻R1的另一端连接稳压芯片U4的CND端，稳压芯片U4的VOUT端连接有并联的电容C11和电容C6的一端，所述电容C6的一端连接+3V3_D输出电压，电容C21、电容C27、电容C11和电容C6的另一端连接稳压芯片U4的CND端，稳压芯片U4的CND端连接至电源输入地电平GND端。

所述5v放大器电源变换电路包括稳压芯片U9和高频负电压变换器U1，所述稳压芯片U9 的VIN端连接有并联的电容C35和电容C32的一端，所述电容C35的一端连接中间电压变换电路，所述稳压芯片U9的EN端分别连接电阻R3的一端和GPIO4接口，电阻R3的另一端连接稳压芯片U9的CND端，稳压芯片U9的VOUT端连接有并联的电容C41和电容C43的一端，电容C35、电容C32、电容C41和电容C43的另一端连接稳压芯片U9的CND端，稳压芯片U9 的CND端连接至电源输入地电平GND端，所述电容C43的一端分别连接有电感L2的一端和电容C25的一端，所述高频负电压变换器U1的FSEL端和GND端连接电源输入地电平GND端，高频负电压变换器U1的CAP+端依次连接电容C18和高频负电压变换器U1的CAP-端，高频负电压变换器U1的IN端分别连接电感L2的一端和电容C25的一端，电感L2的另一端依次连接有+5V_AMP输出电压和电容C24的一端，电容C24的另一端分别与电容C25、高频负电压变换器U1的SHDN端、高频负电压变换器U1的LV端和电源输入地电平GND端连接，高频负电压变换器U1的OUT端分别连接有电感L3的一端和电容C1的一端，电感L3的另一端依次连接有-5V_AMP输出电压和电容C2的一端，电容C2的另一端分别与电容C1和电源输入地电平 GND端连接。

所述供电电源包括电池和电源供电电路，所述电源供电电路包括电池接口P4、保险丝F2、电阻R17、MOS管Q3和电容C53，所述电池的正负极分别连接电池接口P4的针脚2和针脚1，电池接口P4的针脚1连接电阻R17的一端和保险丝F2的一端，电池接口P4的针脚2连接MOS管Q3的漏极，电阻R17的另一端连接MOS管Q3的栅极，MOS管Q3的源极连接电源输入地电平GND端，保险丝F2的另一端依次连接电源输入端BAT、电容C53和电源输入地电平GND 端。

所述电源装置还包括电池电量监测电路，所述电池电量监测电路包括运算放大器U6B、电阻R12和电阻R13，所述运算放大器U6B的反相输入针脚6与运算放大器U6B的输出脚7相连，运算放大器U6B的同相输入针脚5分别与电阻R12的一端、电阻R13的一端相连，电阻R12的另一端连接电源装置启动关闭控制电路，电阻R13的另一端连接电源输入地电平GND端，运算放大器U6B的电源+极针脚8连接+3.3V数字电源变换电路，运算放大器U6B的电源 -极针脚4连接电源输入地电平GND端，运算放大器U6B的输出极针脚7连接至BATADC接口。

本实用新型的有益效果：

一、采用大于14V电源输入电压，充分确保了探测信号输出功率要求，最大限度增强探测的距离和精度；

二、将电源电压实现多路分压，其中包括放大器模拟电源+5V、放大器模拟电源-5V、基本电路模拟电源+5V、探测信号驱动电源+12V、模拟电源+3.3V、数字电源+3.3V。并且严格遵循数字电源和模拟电源独立分开；

三、将电池输入电压进行严格监测并一旦其电压低于某个设定的阈值时，确保整个电源装置不可启动导通，严格将输入的电源功率限定在较小的波动范围中，使得整个系统运行功率上下限波动很小；

四、将较高的输入电池电压先行降压为特定的中间电源，然后根据各种电压需求由中间电源进行各自的独立电源电路进行电压变换；

五、设计了按钮式电源启动方式，在系统启动过程中需要持续按压电源按钮3s以上，确保避免了误触导致的系统启动和关闭。同时系统关闭过程中，由系统可控的自杀式关机控制信号触发，使得系统具备将临时探测数据进行保存的功能。

附图说明

图1为本实用新型实施例一种地下管道探测设备的电源装置的整体结构示意图；

图2为本实用新型实施例一种地下管道探测设备的地下管道探测设备系统的结构示意图；

图3为本实用新型实施例一种地下管道探测设备的电源装置启动关闭控制电路的电路图；

图4为本实用新型实施例一种地下管道探测设备的+12V模拟电源变换电路的电路图；

图5为本实用新型实施例一种地下管道探测设备的中间电压变换电路的电路图；

图6为本实用新型实施例一种地下管道探测设备的+5V模拟电压变换电路的电路图；

图7为本实用新型实施例一种地下管道探测设备的+3.3V模拟电源变换电路的电路图；

图8为本实用新型实施例一种地下管道探测设备的+3.3V数字电源变换电路的电路图；

图9为本实用新型实施例一种地下管道探测设备的5v放大器电源变换电路的电路图；

图10为本实用新型实施例一种地下管道探测设备的电源供电电路的电路图；

图11为本实用新型实施例一种地下管道探测设备的电池电量监测电路的电路图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型实施例作进一步说明：

如图1-2所示，一种地下管道探测设备的电源装置，包括供电电源、电源装置启动关闭控制电路、+12V模拟电源变换电路、中间电压变换电路、5v放大器电源变换电路、+5V模拟电压变换电路、+3.3V模拟电源变换电路和+3.3V数字电源变换电路，所述电源装置启动关闭控制电路分别与+12V模拟电源变换电路、中间电压变换电路、5v放大器电源变换电路和供电电源电连接，所述中间电压变换电路分别与+5V模拟电压变换电路、+3.3V模拟电源变换电路和+3.3V数字电源变换电路电连接，实现将电池电压进行必要的变换后，提供支持地下管道探测设备系统运行过程中各项电源需求，所述地下管道探测设备系统为现有技术中非常成熟的技术，其包括用户参数设定+探测数据显示与交互模块、探测反馈信号分析运算模块和射频探测信号驱动模块+反馈信号检测滤波模块。

如图3所示，作为优选的，所述电源装置启动关闭控制电路包括电池保护芯片U10，所述电池保护芯片U10的VDD端连接有电阻R11一端，电池保护芯片U10的VDD端与VSS端之间连接有电容C34，电池保护芯片U10的VSS端连接电源输入地电平GND端，所述电阻R11 另一端连接有三极管Q6的发射极和三极管Q7的发射极，所述三极管Q6的基极和三极管Q7 的基极相连，并连接有电阻R22的一端和电阻R15的一端，三极管Q7的集电极连接电源输入地电平GND端，三极管Q6的集电极连接有三极管Q5的集电极，所述电阻R15的另一端连接电源输入地电平GND端，电阻R22的另一端连接有二极管D3一端，二极管D3另一端依次连接电源开关按钮、电阻R24、电压源D2和电源输入地电平GND端，电阻R24与电压源D2之间连接有电阻R20的一端，电阻R20另一端连接OFIO5输入网络接口，所述三极管Q6的集电极、三极管Q5的集电极之间与电阻R22、二极管D3之间相连，三极管Q5的发射极连接电源输入端BAT，三极管Q5的基极连接有电阻R16的一端和三极管Q8的集电极，电阻R16另一端连接接电源输入端BAT，三极管Q8的发射极连接电源输入地电平GND端，三极管Q8的基极依次连接有电阻R6和OFIO6输出网络接口；所述电池保护芯片U10的VM端依次连接电阻 R9和电源输入地电平GND端，电池保护芯片U10的DO端依次连接电阻R14和三极管Q2的基极，所述三极管Q2的发射极连接电源输入地电平GND端，三极管Q2的集电极分别连接有电阻R25的一端、三极管Q4的基极和三极管Q1的基极，电阻R25的另一端分别连接电源输入端BAT、三极管Q4的集电极和MOS管Q9的漏极，三极管Q4的发射极分别与三极管Q1的发射极和MOS管Q9的栅极连接，MOS管Q9的源极分别与+12V模拟电源变换电路、中间电压变换电路、5v放大器电源变换电路连接；电源装置通过OFIO5输入网络接口连接地下管道探测设备的主控核心板，该网络端口主要为了在系统运行过程中检测开关按钮是否按下，当按下超过2S则认为强制关机信号，系统执行关机程序后，控制OFIO6信号实现电源切断；电源装置通过OFIO6输出网络接口连接地下管道探测设备的主控核心板，其功能为在系统正常开机后持续保持该网络高电平确保整个电源系统正常运行，当执行关机程序时，最后通过将该信号输出低电平，切断电源。

在电源装置启动关闭控制电路的设计中，加入了对电池电压进行严格监测的功能，通过电阻分压获取当前电池组输入电压，一旦低于某个设定阈值则无法通过电源开关按钮激活整个电源装置；

该控制电路中，按下电源开关按钮后PWR_BTN网络接通电池组，输入启动电压。通过R22 和R15两个电阻分压得到当前电池组的原始输入电压，当电池组原始输入电压未满足启动电压时，则无法通过电池保护芯片U10输出电源启动信号，导致MOS管Q9无法导通，VIN电源网络没有电压输入；

反之当电池保护芯片U10输出电源启动信号后VIN网络输入电池组原始电压，持续2s系统成功启动后，发出电源保持控制信号OFIO6，该信号维持整个电源装置的持续运作；

当需要实现系统电源关闭时，按下电源开关按钮PWR_BTN网络接通电池组输入电压，地下管道探测系统的电源控制算法通过OFIO5网络得到关闭电源电信号，该信号持续2S后，将电源保持信号OFIO6关闭，电源装置实现整机断电，关闭全部系统。

如图4所示，作为优选的，所述+12V模拟电源变换电路包括稳压器U7，所述稳压器U7 的IN端连接有并联的电容C36和电容C30的一端，电容C36和电容C30的另一端连接稳压器 U7的TAB端，电容C30的一端连接电源装置启动关闭控制电路，稳压器U7的OUT端连接有并联的电容C33和电容C29的一端，电容C33和电容C29的另一端连接稳压器U7的GND端，电容C29的一端连接+12V输出电压，所述稳压器U7的TAB端与稳压器U7的GND端连接，并连接至电源输入地电平GND端，该电路实现将输入大于12V的电源电压稳定为符合系统运行要求的12V电源电压，其中输入电源信号通过限流保险丝后经由两个电容进行初步的稳压滤波，然后输入稳压芯片，由稳压芯片将大于12V的电源电压稳定为12V，最后经由两个电容进行滤波处理，使得输出电压达到系统运行的纹波要求。

如图5所示，作为优选的，所述中间电压变换电路包括稳压芯片U2，所述稳压芯片U2 的VIN端连接有并联的电容C8、电容C9和电容C4的一端，电容C8、电容C9和电容C4的另一端连接至稳压芯片U2的GND端，所述电容C4的一端连接电源装置启动关闭控制电路，另一端连接电源输入地电平GND端，所述稳压芯片U2的COMP端依次连接电阻R4、电容C15和稳压芯片U2的GND端，稳压芯片U2的SS端依次连接电容C16和稳压芯片U2的GND端，稳压芯片U2的BOOT端连接有电容C3的一端，电容C3另一端分别连接稳压芯片U2的PH端、二极管D1的一端和电感L1的一端，二极管D1的另一端连接电源输入地电平GND端，电感 L1另一端连接有并联的电阻R5、电容C13和电容C14的一端，电阻R5的另一端串联电阻R7 后与电容C13和电容C14的另一端相连，并连接至电源输入地电平GND端，电阻R5与电阻 R7之间连接至稳压芯片U2的VSENSE端,电容C14一端分别与+5V模拟电压变换电路、+3.3V 模拟电源变换电路和+3.3V数字电源变换电路电连接；电路正常运行时，输入电源电压VIN 由三个滤波电容C4 C8C9分别将高频纹波和低频纹波滤掉，确保电源输入的稳定性。经稳压芯片U2稳压后管脚8输出,在该管脚接入二极管D1起电压调节，当电源输入功率过大时自动将输出电流导入地回路避免烧坏后续的主控回路。另L1 C13 C14组成基本滤波电路确保电源输出纹波符合系统运行要求。其中R557组成分压反馈电路将该电路输出电压作为参数反馈给稳压芯片U2,电路最终输出设定的中间电压供后续稳压电路进一步细化各项电源。

如图6所示，作为优选的，所述+5V模拟电压变换电路包括稳压芯片U3，稳压芯片U3的 VIN端连接有并联的电容C20和电容C26的一端，所述电容C20的一端连接中间电压变换电路，所述稳压芯片U3的EN端连接有电阻R10的一端，电阻R10的另一端与电容C26的一端连接，稳压芯片U3的VOUT端连接有并联的电容C10和电容C5的一端，所述电容C5的一端连接+5V_A输出电压，电容C20、电容C26、电容C10和电容C5的另一端连接稳压芯片U3的 CND端，稳压芯片U3的CND端连接至电源输入地电平GND端；该电路实现将输入的中间电源电压稳定为符合系统运行要求的5V电源电压，其中输入电源信号经由两个电容进行初步的稳压滤波，然后输入稳压芯片U3，由稳压芯片U3将源电压稳定为5V，最后经由两个电容进行滤波处理，使得输出电压达到系统运行的纹波要求。电路中管脚1由限流电阻R10接电源上拉电平，确保稳压芯片U3使能正常工作。

如图7所示，作为优选的，所述+3.3V模拟电源变换电路包括稳压芯片U5，稳压芯片U5 的VIN端连接有并联的电容C22和电容C28的一端，所述电容C22的一端连接中间电压变换电路，所述稳压芯片U5的EN端分别连接电阻R2的一端和GPIO2接口，电阻R2的另一端连接稳压芯片U5的CND端，稳压芯片U5的VOUT端连接有并联的电容C12和电容C7的一端，所述电容C7的一端连接+3V3_S输出电压，电容C22、电容C28、电容C12和电容C7的另一端连接稳压芯片U5的CND端，稳压芯片U5的CND端连接至电源输入地电平GND端；该电路实现将输入的中间电源电压稳定为符合系统运行要求的3.3V模拟电源电压，其中输入电源信号经由两个电容进行初步的稳压滤波，然后输入稳压芯片U5，由稳压芯片将源电压稳定为 3.3V模拟电源，最后经由两个电容进行滤波处理，使得输出电压达到系统运行的纹波要求。电路中管脚1由电阻R2接地下拉电平，然后通过地下管道探测设备的主控核心板控制信号 GPIO2实现控制该电路是否使能工作，当GPIO2高电平时，电路使能正常工作。

如图8所示，作为优选的，所述+3.3V数字电源变换电路包括稳压芯片U4，稳压芯片U4 的VIN端连接有并联的电容C21和电容C27的一端，所述电容C21的一端连接中间电压变换电路，所述稳压芯片U4的EN端分别连接电阻R1的一端和GPIO1接口，电阻R1的另一端连接稳压芯片U4的CND端，稳压芯片U4的VOUT端连接有并联的电容C11和电容C6的一端，所述电容C6的一端连接+3V3_D输出电压，电容C21、电容C27、电容C11和电容C6的另一端连接稳压芯片U4的CND端，稳压芯片U4的CND端连接至电源输入地电平GND端；该电路实现将输入的中间电源电压稳定为符合系统运行要求的3.3V数字电源电压，其中输入电源信号经由两个电容进行初步的稳压滤波，然后输入稳压芯片U4，由稳压芯片U4将源电压稳定为3.3V数字电源，最后经由两个电容进行滤波处理，使得输出电压达到系统运行的纹波要求。电路中管脚1由电阻R1接地下拉电平，然后通过地下管道探测设备的主控核心板控制信号 GPIO1实现控制该电路是否使能工作，当GPIO1高电平时，电路使能正常工作。

如图9所示，作为优选的，所述5v放大器电源变换电路包括稳压芯片U9和高频负电压变换器U1，所述稳压芯片U9的VIN端连接有并联的电容C35和电容C32的一端，所述电容C35的一端连接中间电压变换电路，所述稳压芯片U9的EN端分别连接电阻R3的一端和GPIO4接口，电阻R3的另一端连接稳压芯片U9的CND端，稳压芯片U9的VOUT端连接有并联的电容C41和电容C43的一端，电容C35、电容C32、电容C41和电容C43的另一端连接稳压芯片 U9的CND端，稳压芯片U9的CND端连接至电源输入地电平GND端，所述电容C43的一端分别连接有电感L2的一端和电容C25的一端，所述高频负电压变换器U1的FSEL端和GND端连接电源输入地电平GND端，高频负电压变换器U1的CAP+端依次连接电容C18和高频负电压变换器U1的CAP-端，高频负电压变换器U1的IN端分别连接电感L2的一端和电容C25的一端，电感L2的另一端依次连接有+5V_AMP输出电压和电容C24的一端，电容C24的另一端分别与电容C25、高频负电压变换器U1的SHDN端、高频负电压变换器U1的LV端和电源输入地电平GND端连接，高频负电压变换器U1的OUT端分别连接有电感L3的一端和电容C1的一端，电感L3的另一端依次连接有-5V_AMP输出电压和电容C2的一端，电容C2的另一端分别与电容C1和电源输入地电平GND端连接；该电路实现将输入的中间电源电压稳定为符合系统运行要求的+5V和-5V电源电压，其中输入电源信号经由两个电容进行初步的稳压滤波，然后输入稳压芯片U9，由稳压芯片U9将源电压稳定为+5V，最后经由两个电容进行滤波处理，使得输出电压达到系统运行的纹波要求。得到+5V电压后将该电压作为参考接入高频负电压变换器U1进行对称负电压稳压处理，处理后得到+5V-5V对称电压经各自的滤波电路供后续模块使用。电路中U9芯片管脚1由电阻R3接地下拉电平，然后通过地下管道探测设备的主控核心板控制信号GPIO4实现控制该电路是否使能工作，当GPIO4高电平时，电路使能正常工作。

所述GPIO1接口、GPIO2接口、GPIO4接口连接外部地下管道探测设备的主控核心板，该网络用于控制对应的电源模块是否启动，当系统需要对应的电源模块电压时，该信号输出高电平使能至相应的电源模块的变压芯片。

如图10所示，作为优选的，所述供电电源包括电池和电源供电电路，所述电源供电电路包括电池接口P4、保险丝F2、电阻R17、MOS管Q3和电容C53，所述电池的正负极分别连接电池接口P4的针脚2和针脚1，电池接口P4的针脚1连接电阻R17的一端和保险丝F2的一端，电池接口P4的针脚2连接MOS管Q3的漏极，电阻R17的另一端连接MOS管Q3的栅极， MOS管Q3的源极连接电源输入地电平GND端，保险丝F2的另一端依次连接电源输入端BAT、电容C53和电源输入地电平GND端；该电路作为电池接入保护电路，外部电池接P4端子其中 1管脚负极，2管脚接正极。保险丝F2起过载保护，C53电容起基础输入电源稳定作用。R17 和MOS管Q3组成简单的电池反接保护，当电池正常极性接入时，高电平触发MOS管Q3导通，电池反接时MOS管Q3不导通起隔离保护。确保后续电路中不会因误操作电池反接导致全部模块损坏。

如图11所示，作为优选的，所述电源装置还包括电池电量监测电路，所述电池电量监测电路包括运算放大器U6B、电阻R12和电阻R13，所述运算放大器U6B的反相输入针脚6与运算放大器U6B的输出脚7相连，运算放大器U6B的同相输入针脚5分别与电阻R12的一端、电阻R13的一端相连，电阻R12的另一端连接电源装置启动关闭控制电路，电阻R13的另一端连接电源输入地电平GND端，运算放大器U6B的电源+极针脚8连接+3.3V数字电源变换电路，运算放大器U6B的电源-极针脚4连接电源输入地电平GND端，运算放大器U6B的输出极针脚7连接至BATADC接口，BATADC接口连接外部地下管道探测设备主控核心板，其作用为电池电量监控信号，通过本模块的电路中放大器采集到电池电量数据由主控核心板的算法判定电池电量是否能够支持整个设备的正常运行。

实施例不应视为对实用新型的限制，但任何基于本实用新型的精神所作的改进，都应在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种地下管道探测设备的电源装置，其特征在于：包括供电电源、电源装置启动关闭控制电路、+12V模拟电源变换电路、中间电压变换电路、5v放大器电源变换电路、+5V模拟电压变换电路、+3.3V模拟电源变换电路和+3.3V数字电源变换电路，所述电源装置启动关闭控制电路分别与+12V模拟电源变换电路、中间电压变换电路、5v放大器电源变换电路和供电电源电连接，所述中间电压变换电路分别与+5V模拟电压变换电路、+3.3V模拟电源变换电路和+3.3V数字电源变换电路电连接。

2.根据权利要求1所述的一种地下管道探测设备的电源装置，其特征在于：所述电源装置启动关闭控制电路包括电池保护芯片U10，所述电池保护芯片U10的VDD端连接有电阻R11一端，电池保护芯片U10的VDD端与VSS端之间连接有电容C34，电池保护芯片U10的VSS端连接电源输入地电平GND端，所述电阻R11另一端连接有三极管Q6的发射极和三极管Q7的发射极，所述三极管Q6的基极和三极管Q7的基极相连，并连接有电阻R22的一端和电阻R15的一端，三极管Q7的集电极连接电源输入地电平GND端，三极管Q6的集电极连接有三极管Q5的集电极，所述电阻R15的另一端连接电源输入地电平GND端，电阻R22的另一端连接有二极管D3一端，二极管D3另一端依次连接电源开关按钮、电阻R24、电压源D2和电源输入地电平GND端，电阻R24与电压源D2之间连接有电阻R20的一端，电阻R20另一端连接OFIO5输入网络接口，所述三极管Q6的集电极、三极管Q5的集电极之间与电阻R22、二极管D3之间相连，三极管Q5的发射极连接电源输入端BAT，三极管Q5的基极连接有电阻R16的一端和三极管Q8的集电极，电阻R16另一端连接接电源输入端BAT，三极管Q8的发射极连接电源输入地电平GND端，三极管Q8的基极依次连接有电阻R6和OFIO6输出网络接口；所述电池保护芯片U10的VM端依次连接电阻R9和电源输入地电平GND端，电池保护芯片U10的DO端依次连接电阻R14和三极管Q2的基极，所述三极管Q2的发射极连接电源输入地电平GND端，三极管Q2的集电极分别连接有电阻R25的一端、三极管Q4的基极和三极管Q1的基极，电阻R25的另一端分别连接电源输入端BAT、三极管Q4的集电极和MOS管Q9的漏极，三极管Q4的发射极分别与三极管Q1的发射极和MOS管Q9的栅极连接，MOS管Q9的源极分别与+12V模拟电源变换电路、中间电压变换电路、5v放大器电源变换电路连接。

3.根据权利要求1所述的一种地下管道探测设备的电源装置，其特征在于：所述+12V模拟电源变换电路包括稳压器U7，所述稳压器U7的IN端连接有并联的电容C36和电容C30的一端，电容C36和电容C30的另一端连接稳压器U7的TAB端，电容C30的一端连接电源装置启动关闭控制电路，稳压器U7的OUT端连接有并联的电容C33和电容C29的一端，电容C33和电容C29的另一端连接稳压器U7的GND端，电容C29的一端连接+12V输出电压，所述稳压器U7的TAB端与稳压器U7的GND端连接，并连接至电源输入地电平GND端。

4.根据权利要求1所述的一种地下管道探测设备的电源装置，其特征在于：所述中间电压变换电路包括稳压芯片U2，所述稳压芯片U2的VIN端连接有并联的电容C8、电容C9和电容C4的一端，电容C8、电容C9和电容C4的另一端连接至稳压芯片U2的GND端，所述电容C4的一端连接电源装置启动关闭控制电路，另一端连接电源输入地电平GND端，所述稳压芯片U2的COMP端依次连接电阻R4、电容C15和稳压芯片U2的GND端，稳压芯片U2的SS端依次连接电容C16和稳压芯片U2的GND端，稳压芯片U2的BOOT端连接有电容C3的一端，电容C3另一端分别连接稳压芯片U2的PH端、二极管D1的一端和电感L1的一端，二极管D1的另一端连接电源输入地电平GND端，电感L1另一端连接有并联的电阻R5、电容C13和电容C14的一端，电阻R5的另一端串联电阻R7后与电容C13和电容C14的另一端相连，并连接至电源输入地电平GND端，电阻R5与电阻R7之间连接至稳压芯片U2的VSENSE端,电容C14一端分别与+5V模拟电压变换电路、+3.3V模拟电源变换电路和+3.3V数字电源变换电路电连接。

5.根据权利要求4所述的一种地下管道探测设备的电源装置，其特征在于：所述+5V模拟电压变换电路包括稳压芯片U3，稳压芯片U3的VIN端连接有并联的电容C20和电容C26的一端，所述电容C20的一端连接中间电压变换电路，所述稳压芯片U3的EN端连接有电阻R10的一端，电阻R10的另一端与电容C26的一端连接，稳压芯片U3的VOUT端连接有并联的电容C10和电容C5的一端，所述电容C5的一端连接+5V_A输出电压，电容C20、电容C26、电容C10和电容C5的另一端连接稳压芯片U3的CND端，稳压芯片U3的CND端连接至电源输入地电平GND端。

6.根据权利要求4所述的一种地下管道探测设备的电源装置，其特征在于：所述+3.3V模拟电源变换电路包括稳压芯片U5，稳压芯片U5的VIN端连接有并联的电容C22和电容C28的一端，所述电容C22的一端连接中间电压变换电路，所述稳压芯片U5的EN端分别连接电阻R2的一端和GPIO2接口，电阻R2的另一端连接稳压芯片U5的CND端，稳压芯片U5的VOUT端连接有并联的电容C12和电容C7的一端，所述电容C7的一端连接+3V3_S输出电压，电容C22、电容C28、电容C12和电容C7的另一端连接稳压芯片U5的CND端，稳压芯片U5的CND端连接至电源输入地电平GND端。

7.根据权利要求4所述的一种地下管道探测设备的电源装置，其特征在于：所述+3.3V数字电源变换电路包括稳压芯片U4，稳压芯片U4的VIN端连接有并联的电容C21和电容C27的一端，所述电容C21的一端连接中间电压变换电路，所述稳压芯片U4的EN端分别连接电阻R1的一端和GPIO1接口，电阻R1的另一端连接稳压芯片U4的CND端，稳压芯片U4的VOUT端连接有并联的电容C11和电容C6的一端，所述电容C6的一端连接+3V3_D输出电压，电容C21、电容C27、电容C11和电容C6的另一端连接稳压芯片U4的CND端，稳压芯片U4的CND端连接至电源输入地电平GND端。

8.根据权利要求1所述的一种地下管道探测设备的电源装置，其特征在于：所述5v放大器电源变换电路包括稳压芯片U9和高频负电压变换器U1，所述稳压芯片U9的VIN端连接有并联的电容C35和电容C32的一端，所述电容C35的一端连接中间电压变换电路，所述稳压芯片U9的EN端分别连接电阻R3的一端和GPIO4接口，电阻R3的另一端连接稳压芯片U9的CND端，稳压芯片U9的VOUT端连接有并联的电容C41和电容C43的一端，电容C35、电容C32、电容C41和电容C43的另一端连接稳压芯片U9的CND端，稳压芯片U9的CND端连接至电源输入地电平GND端，所述电容C43的一端分别连接有电感L2的一端和电容C25的一端，所述高频负电压变换器U1的FSEL端和GND端连接电源输入地电平GND端，高频负电压变换器U1的CAP+端依次连接电容C18和高频负电压变换器U1的CAP-端，高频负电压变换器U1的IN端分别连接电感L2的一端和电容C25的一端，电感L2的另一端依次连接有+5V_AMP输出电压和电容C24的一端，电容C24的另一端分别与电容C25、高频负电压变换器U1的SHDN端、高频负电压变换器U1的LV端和电源输入地电平GND端连接，高频负电压变换器U1的OUT端分别连接有电感L3的一端和电容C1的一端，电感L3的另一端依次连接有-5V_AMP输出电压和电容C2的一端，电容C2的另一端分别与电容C1和电源输入地电平GND端连接。

9.根据权利要求1所述的一种地下管道探测设备的电源装置，其特征在于：所述供电电源包括电池和电源供电电路，所述电源供电电路包括电池接口P4、保险丝F2、电阻R17、MOS管Q3和电容C53，所述电池的正负极分别连接电池接口P4的针脚2和针脚1，电池接口P4的针脚1连接电阻R17的一端和保险丝F2的一端，电池接口P4的针脚2连接MOS管Q3的漏极，电阻R17的另一端连接MOS管Q3的栅极，MOS管Q3的源极连接电源输入地电平GND端，保险丝F2的另一端依次连接电源输入端BAT、电容C53和电源输入地电平GND端。

10.根据权利要求1所述的一种地下管道探测设备的电源装置，其特征在于：还包括电池电量监测电路，所述电池电量监测电路包括运算放大器U6B、电阻R12和电阻R13，所述运算放大器U6B的反相输入针脚6与运算放大器U6B的输出脚7相连，运算放大器U6B的同相输入针脚5分别与电阻R12的一端、电阻R13的一端相连，电阻R12的另一端连接电源装置启动关闭控制电路，电阻R13的另一端连接电源输入地电平GND端，运算放大器U6B的电源+极针脚8连接+3.3V数字电源变换电路，运算放大器U6B的电源-极针脚4连接电源输入地电平GND端，运算放大器U6B的输出极针脚7连接至BATADC接口。