本实用新型涉及流量计，特别涉及一种应用于超声波流量计的电源系统。
背景技术：
流量测量的精度、稳定性和连续性是超声波流量计的重要技术指标。目前市场的上的超声波流量计供电系统主要有两大类，交流供电和锂电池供电。交流供电的超声波流量计精度高，但是会因为应用现场断电而导致流量累积的中断，锂电池供电的超声波流量计能保证流量累积的连续计量，由于采样频率低导致精度低。所以，一种可以在交流电有电的情况下使用交流电，在断电的情况下使用锂电池供电的超声波流量计即可保证测量的精度又可保证流量计量的连续性。
技术实现要素：
鉴于现有技术所存在的问题，本实用新型提供一种应用于超声波流量计的供电系统。
本实用新型采取的技术方案是：一种应用于超声波流量计的电源系统，其特征在于：所述电源系统包括交流电供电电路、锂电池供电电路及控制电路；其中，所述的交流电供电电路采用TNY264开关电源芯片IC1、SFH6156-2光电耦合器IC2和 LMV431电压基准源IC3；交流电220VAC的G脚与GND地端连接，交流电220VAC的L脚与自恢复保险F1的一端连接，自恢复保险F1的另一端与电阻R1的一端连接，电阻R1的另一端与电阻R2的一端连接，电阻R2的另一端与电容C1的一端、共模扼流圈T1的3脚连接，电容C1的另一端与交流电220VAC的N脚、共模扼流圈T1的1脚连接，共模扼流圈T1的2脚与肖特基二极管D2的阳极、肖特基二极管D4的阴极、电解电容C2的正极连接，电解电容C2的负极与交流电220VAC的G脚、电解电容C3的负极、GND地端连接，共模扼流圈T1的4脚与肖特基二极管D1的阳极、肖特基二极管D3的阴极、电解电容C3的正极连接，肖特基二极管D1的阴极与肖特基二极管D2的阴极、电解电容C4的正极连接，同时又连接到电阻R3的一端、电容C6的一端、电阻R5的一端、开关变压器T2的1脚，肖特基二极管D3的阳极与肖特基二极管D4的阳极、电解电容C4的负极、开关电源芯片IC1的2脚、3脚、7脚和8脚、电容C5的一端、光电耦合器IC2的3脚连接，电容C5的另一端与开关电源芯片IC1的1脚连接，电阻R3的另一端与电阻R4的一端连接，电阻R4的另一端与开关电源芯片IC1的4脚、光电耦合器IC2的4脚连接，开关电源芯片IC1的5脚与二极管D5的阳极、开关变压器T2的2脚连接，二极管D5的阴极与电阻R6的一端、电容C6的另一端连接，电阻R6的另一端与R5的另一端连接，开关变压器T2的6脚与电容C7的一端、电解电容C8的负极、电解电容C9的负极、电容C10的一端接GND地端，开关变压器T2的5脚与二极管D6的阳极连接，二极管D6的阴极与电容C7的另一端、电解电容C8的正极、电感L1的一端、电阻R7的一端、电阻R9的一端连接，电阻R7的另一端与光电耦合器IC2的1脚、电阻R8的一端连接，电阻R8的另一端与光电耦合器IC2的2脚、电阻R11的一端、电压基准源IC3的3脚连接，电阻R11的另一端与电容C11的一端连接，电容C11的另一端与电阻R10的一端、电阻R12的一端、电压基准源IC3的4脚连接，电阻R10的另一端与电阻R9的另一端连接，电阻R12的另一端与电压基准源IC3的5脚接GND地端，电感L1的另一端与电解电容C9的正极、电容C10的另一端、二极管D7的阳极连接，二极管D7的阴极与GND地端之间输出5V电压。
本实用新型所述的锂电池供电电路采用一个ER34615锂电池U1和LT1615ES5 DC-DC升压芯片IC4；锂电池U1的正极与电容C12的一端、二极管D8的负极、场效应管Q3的3脚连接，电容C12的另一端与二极管D8的正极、电阻R13的一端、电解电容C13的负极、锂电池U1的负极接GND地端，电阻R13的另一端与场效应管Q3的1脚、二极管D9的1脚连接，场效应管Q3的2脚与二极管D9的3脚、电阻R14的一端连接，电阻R14的另一端与电解电容C13的正极、电解电容C14的正极、电阻R15的一端、PNP三极管Q4的2脚、电容C15的一端、DC-DC升压芯片IC4的5脚、电感L2的一端连接，电解电容C14的负极与电阻R16的一端、电阻R17的一端连接，电阻R16的另一端与PNP三极管Q4的1脚、电阻R15的另一端连接，PNP三极管Q4的3脚与电阻R18的一端、DC-DC升压芯片IC4的4脚连接，电阻R17的另一端、电阻R18的另一端、电容C15的另一端、DC-DC升压芯片IC4的2脚接GND地端，电感L2的另一端与电容C16的一端、DC-DC升压芯片IC4的1脚连接，电容C16的另一端与电感L3的一端、二极管D10的阳极连接，电感L3的另一端接GND地端，二极管D10的阴极与电阻R19的一端、电容C17的一端、电容C18的一端连接，电阻R19的另一端与电容C17的另一端、DC-DC升压芯片IC4的3脚、电阻R20的一端连接，电阻R20的另一端与电阻R21的一端连接，电阻R21的另一端、电容C18的另一端接GND地端，电容C18的两端输出3.65V电压。
本实用新型所述的控制电路采用一个MSP430F149单片机U2，单片机U2的P1.0引脚与电阻R23的一端连接，电阻R23的另一端与电阻R24的一端、NPN三极管Q5的1脚连接，电阻R24的另一端与NPN三极管Q5的2脚连接后接GND地端，NPN三极管Q5的3脚与电阻R22的一端连接，电阻R22的另一端与锂电池供电电路中的电解电容C13的正极连接，单片机U1的P6.0引脚连接到交流电供电电路中的二极管D7的阴极及锂电池供电电路中的二极管D10的阴极。
本实用新型所产生的技术效果是：该供电系统可保证超声波流量计一直处于供电状态，流量计量不受交流电断电的影响，保证超声波流量计的流量测量的精度和流量累积的连续性。
附图说明
图1是本实用新型的电路原理图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型作进一步说明：
如图1所示，一种应用于超声波流量计的电源系统包括220VAC交流电供电电路、3.65V锂电池供电电路及控制电路；其中，交流电供电电路采用TNY264开关电源芯片IC1、SFH6156-2光电耦合器IC2和 LMV431电压基准源IC3；交流电220VAC的G脚（地线）与GND地端连接，交流电220VAC的L脚（火线）与自恢复保险F1（250mA/250V）的一端连接，自恢复保险F1的另一端与电阻R1（47R）的一端连接，电阻R1的另一端与电阻R2（47R）的一端连接，电阻R2的另一端与电容C1（mkp33610333）的一端、共模扼流圈T1（SU9V-05020）的3脚连接，电容C1的另一端与交流电220VAC的N脚（零线）、共模扼流圈T1的1脚连接，共模扼流圈T1的2脚与肖特基二极管D2(RS1J)的阳极、肖特基二极管D4(RS1J)的阴极、电解电容C2(2.2nf)的正极连接，电解电容C2的负极与交流电220VAC的G脚（地线）、电解电容C3(2.2nf)的负极、GND地端连接，共模扼流圈T1的4脚与肖特基二极管D1(RS1J)的阳极、肖特基二极管D3(RS1J)的阴极、电解电容C3的正极连接，肖特基二极管D1的阴极与肖特基二极管D2的阴极、电解电容C4(10uf/450V)的正极连接，同时又连接到电阻R3(1M)的一端、电容C6（2.2nf/1kV）的一端、电阻R5(180k)的一端、开关变压器T2的1脚，肖特基二极管D3的阳极与肖特基二极管D4的阳极、电解电容C4的负极、开关电源芯片IC1(TNY264)的2脚、3脚、7脚和8脚、电容C5（0.1uf）的一端、光电耦合器IC2(SFH6156-2)的3脚连接，电容C5的另一端与开关电源芯片IC1的1脚连接，电阻R3的另一端与电阻R4(1M)的一端连接，电阻R4的另一端与开关电源芯片IC1的4脚、光电耦合器IC2的4脚连接，开关电源芯片IC1的5脚与二极管D5的阳极、开关变压器T2的2脚连接，二极管D5(BYG21M)的阴极与电阻R6(180k)的一端、电容C6的另一端连接，电阻R6的另一端与R5的另一端连接，开关变压器T2的6脚与电容C7（0.1uf）的一端、电解电容C8（470uf/16V）的负极、电解电容C9（470uf/16V）的负极、电容C10（0.1uf）的一端接GND地端，开关变压器T2的5脚与二极管D6(SS26)的阳极连接，二极管D6的阴极与电容C7的另一端、电解电容C8的正极、电感L1(22uH)的一端、电阻R7(470R)的一端、电阻R9(33k)的一端连接，电阻R7的另一端与光电耦合器IC2的1脚、电阻R8(10k)的一端连接，电阻R8的另一端与光电耦合器IC2的2脚、电阻R11(47k)的一端、电压基准源IC3 （LMV431）的3脚连接，电阻R11的另一端与电容C11(1000pf)的一端连接，电容C11的另一端与电阻R10(1.2k)的一端、电阻R12(10k)的一端、电压基准源IC3的4脚连接，电阻R10的另一端与电阻R9的另一端连接，电阻R12的另一端与电压基准源IC3的5脚接GND地端，电感L1的另一端与电解电容C9的正极、电容C10的另一端、二极管D7(MM1Z16)的阳极连接，二极管D7的阴极与GND地端之间输出5V电压（Uo1=5V）。
自恢复保险F1在交流220VAC供电电流超过250mA时断开，起到保护后面电路的作用，电阻R1和电阻R2起到限流作用，电容C1抑制交流220VAC的火线（L）与零线(N)之间的差模干扰，共模扼流圈T1起到抑制交流220VAC的火线（L）与零线(N)之间的共模干扰的作用，电容C2抑制交流220VAC的火线(L)与地线（G）之间的共模干扰，电容C3抑制交流220VAC的零线(N)与地线（G）之间的共模干扰，二极管D1、二极管D2、二极管D3、二极管D4和电解电容C4构成了全桥整流滤波电路，交流220VAC经整流滤波后，电解电容C4两端的电压为直流380VDC。
本实用新型的锂电池供电电路采用一个ER34615锂电池U1和LT1615ES5 DC-DC升压芯片IC4；锂电池U1的正极与电容C12(10nf)的一端、二极管D8(SM6T10CA)的负极、场效应管Q3(SI2305DS)的3脚连接，电容C12的另一端与二极管D8的正极、电阻R13(100k)的一端、电解电容C13(1000uf/10V)的负极、锂电池U1的负极接GND地端，电阻R13的另一端与场效应管Q3的1脚、二极管D9(BZX84-C6V8)的1脚连接，场效应管Q3的2脚与二极管D9的3脚、电阻R14(10R)的一端连接，电阻R14的另一端与电解电容C13的正极、电解电容C14（22uf）的正极、电阻R15(1M)的一端、PNP三极管Q4(BC856B)的2脚、电容C15(4.7uf)的一端、DC-DC升压芯片IC4的5脚、电感L2(22uH)的一端连接，电解电容C14的负极与电阻R16(2.2M)的一端、电阻R17(470k)的一端连接，电阻R16的另一端与PNP三极管Q4的1脚、电阻R15的另一端连接，PNP三极管Q4的3脚与电阻R18(1M)的一端、DC-DC升压芯片IC4的4脚连接，电阻R17的另一端、电阻R18的另一端、电容C15的另一端、DC-DC升压芯片IC4的2脚接GND地端，电感L2的另一端与电容C16(4.7uf)的一端、DC-DC升压芯片IC4的1脚连接，电容C16的另一端与电感L3(22uH)的一端、二极管D10(SS14)的阳极连接，电感L3的另一端接GND地端，二极管D10的阴极与电阻R19(1M)的一端、电容C17(10pf)的一端、电容C18(4.7uf)的一端连接，电阻R19的另一端与电容C17的另一端、DC-DC升压芯片IC4的3脚、电阻R20(470k)的一端连接，电阻R20的另一端与电阻R21(47k)的一端连接，电阻R21的另一端、电容C18的另一端接GND地端，电容C18的两端输出3.65V电压（Uo2=3.65V）。
本实用新型的控制电路采用一个MSP430F149单片机U2，单片机U2的P1.0引脚与电阻R23(100k)的一端连接，电阻R23的另一端与电阻R24(100k)的一端、NPN三极管Q5(BC846B)的1脚连接，电阻R24的另一端与NPN三极管Q5的2脚连接后接GND地端，NPN三极管Q5的3脚与电阻R22(47k)的一端连接，电阻R22的另一端与锂电池供电电路中的电解电容C13(1000uf/10V)的正极连接，单片机U1的P6.0引脚连接到交流电供电电路中的二极管D7的阴极及锂电池供电电路中的二极管D10的阴极。即交流电供电电路中的输出电压Uo1与锂电池供电电路中的输出电压Uo2、供电系统的输出电压Uo、单片机U1的P6.0引脚连接。
交流电220VAC供电电路输出Uo1=5VDC,二极管D7的阳极电压为5.7VDC，3.65V锂电池电路经过DC-DC升压电路输出电压Uo2=3.65VDC。交流电供电电路中的输出电压Uo1与锂电池供电电路中的输出电压Uo2连接在一起，得到供电系统的输出电压Uo给流量计供电。供电系统的输出电压Uo同时与单片机(MSP430F149)的P6.0引脚连接，单片机（MSP430F149）的P6.0具有AD采集功能，定时125ms采集一次Uo的电压值，当采集的电压大于4.0V时，可判断出交流电220VAC供电正常Uo1=5V，则单片机（MSP430F149）的P1.0引脚输出高电平，NPN三极管Q5导通，锂电池供电电路的DC-DC升压电路不工作，断开了锂电池给流量计的供电Uo2=0VDC，因此Uo=Uo1=5V给流量计供电,节约了电池电量，延长了电池的使用寿命；当采集的电压小于4.0V左右时，可判断出交流电220VAC供电失效Uo1=0V，为了保证流量计的正常计量，则需要启动锂电池供电电路，这时单片机（MSP430F149）的P1.0引脚输出低电平，NPN三极管Q5截止，DC-DC升压电路正常工作，输出电压Uo2=3.65VDC,因此Uo=3.65V给流量计供电，保证了在交流电失效的情况下流量计可以正常工作。因此，超声波流量计可以在交流电有电的情况下使用交流电，在断电的情况下使用锂电池供电，即可保证测量的精度又可保证流量计量的连续性。