专利名称：一种辉光时钟的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种时钟，特别是采用冷阴极辉光管发光技术，用于进行时间显示的一种辉光时钟。
背景技术：
辉光放电管，亦称“冷阴极离子管”或“冷阴极充气管”，是一种利用气体辉光放电原理而工作的离子管，在工作时，管内产生明显的辉光现象。辉光的颜色决定于管内所充气体的成分，如氖显红色，氩显浅紫色，汞显淡蓝色，氦显粉红色等。低气压冷阴极辉光放电光源以下简称冷阴极光源，是区别于阴极发射主要靠热电子发射的热阴极光源。它的主要特点是阴极面积大、阴极位降高、管电流小，一般其工作在辉光放电区采用高压低电流供电，并且具备以下优点。1.高效节能冷阴极光源的"光能/电能"转换率大于20%，而白炽灯的"光能 /电能"转换率在5%左右，获得同样的亮度耗电仅是白炽灯的20% -25% .2.灯具选材灵活多样低电流供电使光源的发热较少、温度较低，有利于灯具生产时，灯具外壳材料选择的灵活多样性，不仅仅局限于金属、玻璃材料，大量聚合物材料能用于冷阴极光源的灯具外壳，使冷阴极灯具更丰富多彩。3.耐潮湿环高压低电流供电使冷阴极光源对潮湿环境的适应性大大加强，特别适用于户外、地下等场所的使用。4.抗震性强冷阴极辉光放电的阴极发射电子是依靠相当高的阴极位降和很强的电场作用，完全是由于二次发射所提供的；热阴极的荧光灯的大部分阴极电流由热发射电子形成的，要达到热电子发射，必须在阴极部位用钨丝和外接电源给阴极加热，实现热电子发射，钨丝在高温状态下比较脆弱，所以热阴极荧光灯不适合用于有振动的场合；而冷阴极光源不需要钨丝加热，特别适用于有振动的场所。5.长寿命冷阴极光源的平均寿命在30000小时以上，是荧光灯的3倍左右，由于冷阴极光源阴极不需加热，管电流只是荧光灯的1/5-1/10左右，并且阴极的表面积大，灯管亮度不易衰减，阴极寿命大大增加。6.能频繁亮灭热阴极光源管电流较大，阴极在开关时受到高密度离子冲击后， 会大大降低光源寿命，开关一次缩短寿命6小时左右，故不适合用于频繁亮灭的场所；而冷阴极光源在开关光源时几乎不影响其寿命，最适合用于需要频繁开关的场合。7.有较强的耐低温性能热阴极荧光灯在启辉时需要给阴极加热，如果在北方户外极低温度下，阴极加热不够就很难启辉，而冷阴极光源不需要加热启辉，在北方户外也能正常使用。8.颜色丰富、鲜艳冷阴极光源的管电流较小，灯光颜色非常鲜艳，特别是三基色荧光粉生产技术的成熟，颜色更是丰富多彩，如白光冷阴极光源的色温从2400K到15000K 可根据不同的需求随意配制不同色温的冷阴极灯管。冷阴极光源作为电光源的一大重要组成部分，得到使用已超过百年，但是由于其生产技术、生产设备和生产材料的限制，使该光源的生产技术经过了一个世纪没有在普通照明领域得到应用，到本世纪初，该光源在广告、装饰用霓虹灯等领域得到了长足的发展。辉光放电管是一个具有优异性能和广泛使用的光源器件，该光源在装饰和美化环境中有巨大的发展空间。未来显而易见，冷阴极光源必将成为人们生活不可缺少的照明光源的重要组成部分之一，市场前景非常光明。随着经济繁荣和技术的发展，辉光放电管的装饰作用得到了广泛应用，市场前景极为广阔。基于美观性和实用性的原则，本实用新型提出了一种功能丰富，设计简单，控制方便，低成本的一种辉光时钟，该辉光时钟可以用于显示时间和装饰居室，也对研究工作者深入研究辉光放电管的应用有一定的帮助。
发明内容本实用新型所要解决的技术问题是，提出了一种功能丰富，设计简单，控制方便， 低成本的辉光时钟。本实用新型所采用的技术方案是一种辉光时钟，包括单片机控制核心，其特征在于，还设置有升压电路，用于在单片机控制核心的控制下将输入电压升高到180V的工作电压；辉光显示电路，用于在单片机控制核心的控制下，采用升压电路提供的180V工作电压实现辉光数字显示。所述的升压电路包括有可控开关J7，升压芯片Ul 1，场效应管Ql 1，其中，所述的可控开关J7用于在控制引脚CR的控制下实现12V电源的接通与关断，所述的升压芯片Ull 的6引脚连接电容Cll和电容C12的a端，升压芯片Ull的4引脚连接电容Cll和电容C12 的b端，用于升压电路的稳定供电，升压芯片Ull的3引脚连接电容C14的a端，电容C14 的b端连接GND，用于为升压芯片Ull提供震荡频率，升压芯片Ull的5引脚与电容C15、电阻R2和电阻RO的a端相连，用于控制升压电路的HV的输出电压值，升压芯片Ull的1、7 和8引脚连接电感Ll的a端，用于为升压电路提供过电流保护检测，电感Ll的b端与场效应管Qll的2端相连，用于为场效应管Qll提供工作电压，升压芯片Ull的2引脚与场效应管Qll的1端相连，用于为场效应管Qll提供驱动脉冲，电感Ll的b端与稳压管Dl的a端相连，稳压管Dl的b端与电容C13的a端相连，电容C13的b端与GND相连，用于在HV端产生180V电压。所述的辉光显示电路包括有单片机控制信号输入接口 J4和J5，锁存器Ul和U2， 高压三极管Ql、Q2、Q3、Q4、Q5、Q6、Q7、Q8、Q9、QO，辉光显示器Ni，其中，所述的单片机控制信号输入接口 J4和J5，用于接收单片机控制核心的控制信号，所述的锁存器Ul和U2，用于锁存单片机控制信号输入接口 J4和J5接收到的控制信息，所述的锁存器Ul的15引脚与限流电阻R3的b端相连，限流电阻R3的a端与高压三极管Ql的2端相连，高压三极管Ql 的3端与辉光显示器m的9脚相连，用于控制辉光数字1的显示状态，所述的锁存器Ul的 16引脚与限流电阻R4的b端相连，限流电阻R4的a端与高压三极管Q2的2端相连，高压三极管Q2的3端与辉光显示器m的10脚相连，用于控制辉光数字2的显示状态，所述的锁存器Ul的17引脚与限流电阻R5的b端相连，限流电阻R5的a端与高压三极管Q3的2 端相连，高压三极管Q3的3端与辉光显示器m的11脚相连，用于控制辉光数字3的显示状态，所述的锁存器Ul的18引脚与限流电阻R6的b端相连，限流电阻R6的a端与高压三极管Q4的2端相连，高压三极管Q4的3端与辉光显示器m的12脚相连，用于控制辉光数字4的显示状态，所述的锁存器Ul的19引脚与限流电阻R7的b端相连，限流电阻R7的a 端与高压三极管Q5的2端相连，高压三极管Q5的3端与辉光显示器m的13脚相连，用于控制辉光数字5的显示状态，所述的锁存器U2的15引脚与限流电阻R8的b端相连，限流电阻R8的a端与高压三极管Q6的2端相连，高压三极管Q6的3端与辉光显示器附的7 脚相连，用于控制辉光数字6的显示状态，所述的锁存器U2的16引脚与限流电阻R9的b 端相连，限流电阻R9的a端与高压三极管Q7的2端相连，高压三极管Q7的3端与辉光显示器m的6脚相连，用于控制辉光数字7的显示状态，所述的锁存器U2的17引脚与限流电阻RlO的b端相连，限流电阻RlO的a端与高压三极管Q8的2端相连，高压三极管Q8的 3端与辉光显示器m的5脚相连，用于控制辉光数字8的显示状态，所述的锁存器U2的18 引脚与限流电阻Rll的b端相连，限流电阻Rll的a端与高压三极管Q9的2端相连，高压三极管Q9的3端与辉光显示器m的4脚相连，用于控制辉光数字9的显示状态，所述的锁存器U2的19引脚与限流电阻R12的b端相连，限流电阻R12的a端与高压三极管QO的2 端相连，高压三极管QO的3端与辉光显示器m的3脚相连，用于控制辉光数字0的显示状态，所述的辉光显示器m的2引脚与升压电路的HV端相连，用于为辉光显示器m提供工作电压。本实用新型的一种辉光时钟，是用简单的电路和电子元器件，并利用辉光放电管的发光效果实现时间显示，该辉光时钟成本低，功能强，显示效果明显，使用简单，而且能够起到很好的装饰效果和时间显示功能，同时为辉光放电管的应用提供了一种新的设计方案。
图1是辉光时钟系统结构框图；图2是升压电路原理图；图3是辉光显示电路原理图。其中1 单片机控制核心2:升压电路3:辉光显示电路。
具体实施方式
下面结合实施例和附图对本实用新型的一种辉光时钟做出详细的说明。如图1所示，本实用新型的一种辉光时钟，包括单片机控制核心1，其特征在于，还设置有升压电路2，用于在单片机控制核心1的控制下将输入电压升高到180V的工作电压；辉光显示电路3，用于在单片机控制核心1的控制下，采用升压电路2提供的180V工作电压实现辉光数字显示。 如图2所示，所述的升压电路2包括有可控开关J7，升压芯片Ul 1，场效应管Ql 1， 其中，所述的可控开关J7用于在控制引脚CR的控制下实现12V电源的接通与关断，所述的升压芯片Ull的6引脚连接电容Cll和电容C12的a端，升压芯片Ull的4引脚连接电容 Cll和电容C12的b端，用于升压电路2的稳定供电，升压芯片Ull的3引脚连接电容C14 的a端，电容C14的b端连接GND，用于为升压芯片Ull提供震荡频率，升压芯片Ull的5引脚与电容C15、电阻R2和电阻RO的a端相连，用于控制升压电路2的HV的输出电压值，升压芯片Ull的1、7和8引脚连接电感Ll的a端，用于为升压电路2提供过电流保护检测， 电感Ll的b端与场效应管Qll的2端相连，用于为场效应管Qll提供工作电压，升压芯片 Ull的2引脚与场效应管Qll的1端相连，用于为场效应管Qll提供驱动脉冲，电感Ll的 b端与稳压管Dl的a端相连，稳压管Dl的b端与电容C13的a端相连，电容C13的b端与 GND相连，用于在HV端产生180V电压。如图3所示，所述的辉光显示电路3包括有单片机控制信号输入接口 J4和J5，锁存器Ul和U2，高压三极管Ql、Q2、Q3、Q4、Q5、Q6、Q7、Q8、Q9、Q0，辉光显示器Ni，其中，所述的单片机控制信号输入接口 J4和J5，用于接收单片机控制核心1的控制信号，所述的锁存器Ul和U2，用于锁存单片机控制信号输入接口 J4和J5接收到的控制信息，所述的锁存器 Ul的15引脚与限流电阻R3的b端相连，限流电阻R3的a端与高压三极管Ql的2端相连， 高压三极管Ql的3端与辉光显示器m的9脚相连，用于控制辉光数字1的显示状态，所述的锁存器Ul的16引脚与限流电阻R4的b端相连，限流电阻R4的a端与高压三极管Q2的 2端相连，高压三极管Q2的3端与辉光显示器m的10脚相连，用于控制辉光数字2的显示状态，所述的锁存器Ul的17引脚与限流电阻R5的b端相连，限流电阻R5的a端与高压三极管Q3的2端相连，高压三极管Q3的3端与辉光显示器m的11脚相连，用于控制辉光数字3的显示状态，所述的锁存器Ul的18引脚与限流电阻R6的b端相连，限流电阻R6 的a端与高压三极管Q4的2端相连，高压三极管Q4的3端与辉光显示器m的12脚相连， 用于控制辉光数字4的显示状态，所述的锁存器Ul的19引脚与限流电阻R7的b端相连， 限流电阻R7的a端与高压三极管Q5的2端相连，高压三极管Q5的3端与辉光显示器附的13脚相连，用于控制辉光数字5的显示状态，所述的锁存器U2的15引脚与限流电阻R8 的b端相连，限流电阻R8的a端与高压三极管Q6的2端相连，高压三极管Q6的3端与辉光显示器m的7脚相连，用于控制辉光数字6的显示状态，所述的锁存器U2的16引脚与限流电阻R9的b端相连，限流电阻R9的a端与高压三极管Q7的2端相连，高压三极管Q7 的3端与辉光显示器m的6脚相连，用于控制辉光数字7的显示状态，所述的锁存器U2的 17引脚与限流电阻RlO的b端相连，限流电阻RlO的a端与高压三极管Q8的2端相连，高压三极管Q8的3端与辉光显示器Μ的5脚相连，用于控制辉光数字8的显示状态，所述的锁存器U2的18引脚与限流电阻Rll的b端相连，限流电阻Rll的a端与高压三极管Q9的 2端相连，高压三极管Q9的3端与辉光显示器m的4脚相连，用于控制辉光数字9的显示状态，所述的锁存器U2的19引脚与限流电阻R12的b端相连，限流电阻R12的a端与高压三极管QO的2端相连，高压三极管QO的3端与辉光显示器m的3脚相连，用于控制辉光数字0的显示状态，所述的辉光显示器m的2弓I脚与升压电路2的HV端相连，用于为辉光显示器附提供工作电压。本实用新型的一种辉光时钟，是用简单的电路和电子元器件，并利用辉光放电管的发光效果实现时间显示，包括单片机控制核心，升压电路，辉光显示电路，该辉光时钟成本低，功能强，显示效果明显，使用简单，而且能够起到很好的装饰效果和时间显示功能，同时为辉光放电管的应用提供了一种新的设计方案。
权利要求1.一种辉光时钟，包括单片机控制核心(1)，其特征在于，还设置有升压电路0)， 用于在单片机控制核心(1)的控制下将输入电压升高到180V的工作电压；辉光显示电路 (3)，用于在单片机控制核心(1)的控制下，采用升压电路(2)提供的180V工作电压实现辉光数字显示。
2.根据权利要求1所述的一种辉光时钟，其特征在于，所述的升压电路( 包括有可控开关J7，升压芯片U11，场效应管Q11，其中，所述的可控开关J7用于在控制引脚CR的控制下实现12V电源的接通与关断，所述的升压芯片Ull的6引脚连接电容Cll和电容C12的 a端，升压芯片Ull的4引脚连接电容Cll和电容C12的b端，用于升压电路⑵的稳定供电，升压芯片Ull的3引脚连接电容C14的a端，电容C14的b端连接GND，用于为升压芯片 Ull提供震荡频率，升压芯片Ull的5引脚与电容C15、电阻R2和电阻RO的a端相连，用于控制升压电路⑵的HV的输出电压值，升压芯片Ull的1、7和8引脚连接电感Ll的a端， 用于为升压电路(2)提供过电流保护检测，电感Ll的b端与场效应管Qll的2端相连，用于为场效应管Qll提供工作电压，升压芯片Ull的2引脚与场效应管Qll的1端相连，用于为场效应管Qll提供驱动脉冲，电感Ll的b端与稳压管Dl的a端相连，稳压管Dl的b端与电容C13的a端相连，电容C13的b端与GND相连，用于在HV端产生180V电压。
3.根据权利要求1所述的一种辉光时钟，其特征在于，所述的辉光显示电路C3)包括有单片机控制信号输入接口 J4和J5，锁存器Ul和U2，高压三极管Ql、Q2、Q3、Q4、Q5、Q6、Q7、 Q8、Q9、Q0，辉光显示器Ni，其中，所述的单片机控制信号输入接口 J4和J5，用于接收单片机控制核心(1)的控制信号，所述的锁存器Ul和U2，用于锁存单片机控制信号输入接口 J4 和J5接收到的控制信息，所述的锁存器Ul的15引脚与限流电阻R3的b端相连，限流电阻 R3的a端与高压三极管Ql的2端相连，高压三极管Ql的3端与辉光显示器m的9脚相连，用于控制辉光数字1的显示状态，所述的锁存器Ul的16引脚与限流电阻R4的b端相连，限流电阻R4的a端与高压三极管Q2的2端相连，高压三极管Q2的3端与辉光显示器 Nl的10脚相连，用于控制辉光数字2的显示状态，所述的锁存器Ul的17引脚与限流电阻 R5的b端相连，限流电阻R5的a端与高压三极管Q3的2端相连，高压三极管Q3的3端与辉光显示器m的11脚相连，用于控制辉光数字3的显示状态，所述的锁存器Ul的18引脚与限流电阻R6的b端相连，限流电阻R6的a端与高压三极管Q4的2端相连，高压三极管 Q4的3端与辉光显示器m的12脚相连，用于控制辉光数字4的显示状态，所述的锁存器 Ul的19引脚与限流电阻R7的b端相连，限流电阻R7的a端与高压三极管Q5的2端相连， 高压三极管Q5的3端与辉光显示器m的13脚相连，用于控制辉光数字5的显示状态，所述的锁存器U2的15引脚与限流电阻R8的b端相连，限流电阻R8的a端与高压三极管Q6 的2端相连，高压三极管Q6的3端与辉光显示器m的7脚相连，用于控制辉光数字6的显示状态，所述的锁存器U2的16引脚与限流电阻R9的b端相连，限流电阻R9的a端与高压三极管Q7的2端相连，高压三极管Q7的3端与辉光显示器m的6脚相连，用于控制辉光数字7的显示状态，所述的锁存器U2的17引脚与限流电阻RlO的b端相连，限流电阻RlO 的a端与高压三极管Q8的2端相连，高压三极管Q8的3端与辉光显示器m的5脚相连， 用于控制辉光数字8的显示状态，所述的锁存器U2的18引脚与限流电阻Rll的b端相连， 限流电阻Rll的a端与高压三极管Q9的2端相连，高压三极管Q9的3端与辉光显示器附的4脚相连，用于控制辉光数字9的显示状态，所述的锁存器U2的19引脚与限流电阻R12的b端相连，限流电阻R12的a端与高压三极管QO的2端相连，高压三极管QO的3端与辉光显示器附的3脚相连，用于控制辉光数字0的显示状态，所述的辉光显示器m的2引脚与升压电路O)的HV端相连，用于为辉光显示器m提供工作电压。
专利摘要本实用新型公开一种辉光时钟，包括单片机控制核心，升压电路，用于在单片机控制核心的控制下将输入电压升高到180V的工作电压；辉光显示电路，用于在单片机控制核心的控制下，采用升压电路提供的180V工作电压实现辉光数字显示。该辉光时钟美观、实用，功能丰富，设计简单，控制方便，成本低，该辉光时钟可以用于显示时间和装饰居室。
文档编号G04G9/00GK202339483SQ201120402720
公开日2012年7月18日 申请日期2011年10月21日 优先权日2011年10月21日
发明者倪卫涛, 张少轩, 杨勋, 肖子超, 陈朝阳, 陈浩, 高圣伟 申请人:天津工业大学