鋰電池充電器LCD電量顯示
思旺電子開發出一款為鋰電池充電器 (萬能充/座充)設計的配套LCD/LED驅動電路SE9120,在顯示電池電量的同時還能顯示充電進度和電池充飽狀態(tai)。下文(wen)將重(zhong)點介紹SE9120的主要技術特點。
SE9120主要功(gong)能
SE9120主要功能包括電池電量檢測及充電進度顯示功能,能夠通過電路內部自動判斷電池極性,自動切換到電池正確的極性,解決用戶在裝載電池時需要人工判斷電池極性的問題。在檢測電池極性的同時,SE9120能夠檢測電池的電量,同時SE9120是第一款創新的用4位分段顯示的方法,驅動4柱LCD屏,使用戶可以查看電池電量的集成電路。
SE9120是一(yi)款高智能的(de)(de)(de)數(shu)模混合電(dian)路,該芯(xin)片(pian)采用(yong)數(shu)模混合方式(shi),通過4位柱狀顯示(shi)LCD屏或(huo)LED屏,在顯示(shi)電(dian)池電(dian)量(liang)的(de)(de)(de)同時還能顯示(shi)充(chong)電(dian)進度和電(dian)池充(chong)飽狀態(tai)。SE9120的(de)(de)(de)內部結構如圖1所示(shi)。主(zhu)要包括五大功能模塊:基準電(dian)壓(ya)單(dan)元;電(dian)池電(dian)量(liang)檢測單(dan)元;顯示(shi)邏輯單(dan)元;LCD驅動單(dan)元;LED背(bei)光(guang)驅動單(dan)元。
電池電量(liang)檢測(ce)單元
SE9120通(tong)過電(dian)(dian)(dian)池電(dian)(dian)(dian)量檢(jian)測(ce)單(dan)元中的(de)(de)B1電(dian)(dian)(dian)池電(dian)(dian)(dian)量信(xin)息單(dan)元,探(tan)測(ce)到電(dian)(dian)(dian)池兩端的(de)(de)電(dian)(dian)(dian)壓和電(dian)(dian)(dian)池的(de)(de)極性,然后(hou)自動轉換電(dian)(dian)(dian)池極性,并將電(dian)(dian)(dian)池的(de)(de)電(dian)(dian)(dian)壓傳(chuan)送給(gei)B2模(mo)數轉換單(dan)元,然后(hou)模(mo)數控制(zhi)單(dan)元將這個電(dian)(dian)(dian)池電(dian)(dian)(dian)量的(de)(de)信(xin)號,與內建(jian)精準的(de)(de)基準電(dian)(dian)(dian)壓單(dan)元提供(gong)的(de)(de)參考電(dian)(dian)(dian)壓進(jin)行比(bi)較,從而將模(mo)擬的(de)(de)電(dian)(dian)(dian)池電(dian)(dian)(dian)量信(xin)號,轉換為數字(zi)信(xin)號,提供(gong)給(gei)后(hou)級(ji)電(dian)(dian)(dian)路。
阻抗(kang)跟(gen)(gen)蹤(zong)(zong)(IT)技術(shu)非常(chang)獨特,比現有解決(jue)方案更為精確,原因(yin)是該技術(shu)具有的自學習(xi)機制能解決(jue)導致電池阻抗(kang)及空載條件下化(hua)學全容量(QMAX)發生變(bian)化(hua)的老化(hua)問題(ti)。阻抗(kang)跟(gen)(gen)蹤(zong)(zong)技術(shu)使用動(dong)態模擬算(suan)法學習(xi)并跟(gen)(gen)蹤(zong)(zong)電池特性,即在(zai)電池實際使用過(guo)程中,先測量阻抗(kang)及容量值(zhi),然(ran)后跟(gen)(gen)蹤(zong)(zong)其變(bian)化(hua)。使用該算(suan)法則無需定(ding)期進行完整周(zhou)期容量校正。
利(li)用電(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)阻(zu)抗(kang)知識,能夠實現精確的(de)(de)負(fu)載及溫度補(bu)償。最重要的(de)(de)是,通過(guo)對(dui)電(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)參(can)數(shu)的(de)(de)動態學習,該測(ce)量法在電(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)的(de)(de)整(zheng)個使用壽命內(nei)都能對(dui)電(dian)(dian)量進行精確的(de)(de)測(ce)量。與單獨使用庫侖計(ji)數(shu)法或電(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)電(dian)(dian)壓相關法相比,阻(zu)抗(kang)跟蹤技術在測(ce)量電(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)剩余(yu)容(rong)量方面更加出色(se)。
顯示邏輯單元
顯(xian)示邏輯(ji)(ji)(ji)單(dan)(dan)元(yuan)是整個電(dian)路的(de)(de)核心單(dan)(dan)元(yuan),該(gai)單(dan)(dan)元(yuan)需要(yao)將前級(ji)輸送(song)的(de)(de)電(dian)池(chi)(chi)電(dian)量信(xin)息(xi)和其他檢測信(xin)號進行邏輯(ji)(ji)(ji)判斷,顯(xian)示邏輯(ji)(ji)(ji)單(dan)(dan)元(yuan)又包括以下幾個重要(yao)組成部分:C1-振蕩(dang)器;C2-頻率選擇單(dan)(dan)元(yuan);C3-電(dian)池(chi)(chi)短路檢測;C4-電(dian)源電(dian)池(chi)(chi)電(dian)壓比較單(dan)(dan)元(yuan);C5-電(dian)池(chi)(chi)充(chong)飽檢測。
其中,振蕩(dang)器(qi)單(dan)元(yuan)為(wei)(wei)整個系統提(ti)(ti)供振蕩(dang)信(xin)(xin)號(hao),由于LCD需要用開(kai)關信(xin)(xin)號(hao)控制,所以振蕩(dang)器(qi)不僅為(wei)(wei)LCD提(ti)(ti)供基準(zhun)的(de)開(kai)關信(xin)(xin)號(hao),還(huan)作(zuo)為(wei)(wei)邏輯(ji)控制信(xin)(xin)號(hao)控制LCD的(de)亮暗。頻率選擇單(dan)元(yuan)將振蕩(dang)器(qi)輸入(ru)的(de)信(xin)(xin)號(hao)進(jin)行整合,實現電(dian)池(chi)電(dian)量(liang)分段(duan)顯(xian)(xian)示(shi)的(de)功能:Vbat<3.7V,能量(liang)低于40%,LCD顯(xian)(xian)示(shi)屏(ping)(ping)四個格(ge)全滅;3.7V4.0V,能量(liang)約為(wei)(wei)100%,LCD顯(xian)(xian)示(shi)屏(ping)(ping)四個格(ge)全亮。
本(ben)方案采用變頻(pin)技術,在顯示充電進度(du)時(shi),每當(dang)一(yi)(yi)個(ge)bar停止閃(shan)爍(shuo)時(shi),對(dui)還在閃(shan)爍(shuo)的其他bar調整頻(pin)率。當(dang)只(zhi)剩下一(yi)(yi)個(ge)bar閃(shan)爍(shuo)時(shi),閃(shan)爍(shuo)占空比為50%.
電(dian)(dian)(dian)源(yuan)電(dian)(dian)(dian)池電(dian)(dian)(dian)壓比較單元通過比較電(dian)(dian)(dian)源(yuan)與電(dian)(dian)(dian)池的(de)電(dian)(dian)(dian)壓,判(pan)斷充(chong)電(dian)(dian)(dian)器是處在只接電(dian)(dian)(dian)池的(de)狀(zhuang)態(tai)(tai)還是充(chong)電(dian)(dian)(dian)狀(zhuang)態(tai)(tai),當只接電(dian)(dian)(dian)池的(de)狀(zhuang)態(tai)(tai)時,SE9120分段顯(xian)(xian)示電(dian)(dian)(dian)池電(dian)(dian)(dian)量。在充(chong)電(dian)(dian)(dian)狀(zhuang)態(tai)(tai)下,SE9120會控制LCD滾動(dong)顯(xian)(xian)示。具體分為以下幾種情況:Vbat<3.7V,能量低于40%,LCD四格滾動(dong)顯(xian)(xian)示;
3.7V4.0V且C5電池充飽檢測單元檢測到(dao)電池已經充滿(man),能量約為100%,LCD顯(xian)示屏四個(ge)格全亮(liang)。
LCD驅動單元
該單元不(bu)僅是給LCD屏一個驅(qu)動,此(ci)外,SE9120還解決了傳統方案中(zhong),通過(guo)單邊驅(qu)動LCD的(de)方法(fa)導致低(di)電壓時LCD顯示(shi)亮度不(bu)足(zu)的(de)問題。SE9120采用(yong)創新(xin)的(de)雙邊驅(qu)動LCD方法(fa)使得(de)電壓較低(di)時仍能夠保持(chi)較高的(de)LCD亮度。
LED背光驅動單元
該單元智能控(kong)制LED背光功(gong)能,當只接電池(chi)(chi)時(shi),可自動關(guan)閉LED藍(lan)色背光,因而達到(dao)了(le)省電的(de)功(gong)效,同時(shi)也減少(shao)了(le)電池(chi)(chi)的(de)消耗。
LED背(bei)光(guang)被(bei)用(yong)在(zai)小巧(qiao)、廉價的(de)(de)LCD面(mian)(mian)板上(shang)。他的(de)(de)光(guang)通常(chang)是(shi)(shi)(shi)有顏色(se)的(de)(de),雖(sui)然白(bai)色(se)背(bei)光(guang)已經愈(yu)來愈(yu)普遍了。電光(guang)面(mian)(mian)板經常(chang)被(bei)使(shi)用(yong)在(zai)大型顯示上(shang),這時(shi)均勻的(de)(de)背(bei)光(guang)是(shi)(shi)(shi)很重要的(de)(de)。電光(guang)面(mian)(mian)板需要經由高壓的(de)(de)交流(liu)電來驅(qu)動,這部(bu)份由反用(yong)換流(liu)器(qi)回(hui)路來提供。冷陰極管被(bei)用(yong)在(zai)像是(shi)(shi)(shi)電腦顯示器(qi)上(shang),顏色(se)上(shang)通常(chang)是(shi)(shi)(shi)白(bai)色(se)的(de)(de),這同樣也需要反用(yong)換流(liu)器(qi)和(he)散光(guang)器(qi)。白(bai)熾(chi)背(bei)光(guang)則(ze)在(zai)需要高亮度時(shi)被(bei)使(shi)用(yong),但是(shi)(shi)(shi)其(qi)缺(que)點則(ze)是(shi)(shi)(shi)白(bai)熾(chi)燈泡(pao)的(de)(de)壽命相(xiang)當(dang)有限,而且(qie)會產生相(xiang)當(dang)多的(de)(de)熱量(liang)。
