分析锂电池充电器LCD电量显示驱动方案

　　随着便携式应用的高速发展，如手机和数码相机等产品配套的锂电池充电器也需要跟上便携式应用的发展脚步。电池充电器是笔记本、数码及小型便携式电子设备及电子电器所用可充电电池充电用电子设备，一般由外壳、电源转换部分、充电检测部分、充电保护部分等组成。其输出类型为纯直流或脉动直流。按连接方式可分为插墙式和桌面式。按所充电电池的类型又可分为镍镉电池充电器、镍氢电池充电器、镍锌电池充电器、铅酸电池充电器、锂电池充电器等。按充电器的功能又可分为专用充电器和通用充电器。

目前的充电器应用中，比较普遍的显示功能是通过LED或LCD灯的亮、暗、闪烁等状态来表示是否充电以及电池是否充饱。比如，当充电器使用者急于了解电池何时能充满，或者电池目前充电到哪个阶段。有些情况下，知道电池已经充到20%还是80%对使用者来说是相当重要的。

针对上述问题，思旺电子开发出一款为锂电池充电器 （充/座充）设计的配套LCD/LED驱动电路SE9120,在显示电池电量的同时还能显示充电进度和电池充饱状态。下文将重点介绍SE9120的主要技术特点。

　　SE9120主要功能

SE9120主要功能包括电池电量检测及充电进度显示功能，能够通过电路内部自动判断电池极性，自动切换到电池正确的极性，解决用户在装载电池时需要人工判断电池极性的问题。在检测电池极性的同时，SE9120能够检测电池的电量，同时SE9120是款创新的用4位分段显示的方法，驱动4柱LCD屏，使用户可以查看电池电量的集成电路。

SE9120是一款高智能的数模混合电路，该芯片采用数模混合方式，通过4位柱状显示LCD屏或LED屏，在显示电池电量的同时还能显示充电进度和电池充饱状态。SE9120的内部结构。主要包括五大功能模块：基准电压单元；电池电量检测单元；显示逻辑单元；LCD驱动单元；LED背光驱动单元。

电池电量检测单元

SE9120通过电池电量检测单元中的B1电池电量信息单元，探测到电池两端的电压和电池的极性，然后自动转换电池极性，并将电池的电压传送给B2模数转换单元，然后模数控制单元将这个电池电量的信号，与内建精准的基准电压单元提供的参考电压进行比较，从而将模拟的电池电量信号，转换为数字信号，提供给后级电路。

阻抗跟踪（IT）技术非常独特，比现有解决方案更为，原因是该技术具有的自学习机制能解决导致电池阻抗及空载条件下化学全容量（QMAX）发生变化的老化问题。阻抗跟踪技术使用动态模拟算法学习并跟踪电池特性，即在电池实际使用过程中，先测量阻抗及容量值，然后跟踪其变化。使用该算法则无需定期进行完整周期容量校正。

利用电池阻抗知识，能够实现的负载及温度补偿。重要的是，通过对电池参数的动态学习，该测量法在电池的整个使用寿命内都能对电量进行的测量。与单独使用库仑计数法或电池电压相关法相比，阻抗跟踪技术在测量电池剩余容量方面更加出色。

显示逻辑单元

显示逻辑单元是整个电路的单元，该单元需要将前级输送的电池电量信息和其他检测信号进行逻辑判断，显示逻辑单元又包括以下几个重要组成部分：C1-振荡器；C2-频率选择单元；C3-电池短路检测；C4-电源电池电压比较单元；C5-电池充饱检测。

其中，振荡器单元为整个系统提供振荡信号，由于LCD需要用开关信号控制，所以振荡器不仅为LCD提供基准的开关信号，还作为逻辑控制信号控制LCD的亮暗。频率选择单元将振荡器输入的信号进行整合，实现电池电量分段显示的功能：Vbat<3.7V,能量低于40%,LCD显示屏四个格全灭；3.7V4.0V,能量约为100%,LCD显示屏四个格全亮。

本方案采用变频技术，在显示充电进度时，每当一个bar停止闪烁时，对还在闪烁的其他bar调整频率。当只剩下一个bar闪烁时，闪烁占空比为50%.

电源电池电压比较单元通过比较电源与电池的电压，判断充电器是处在只接电池的状态还是充电状态，当只接电池的状态时，SE9120分段显示电池电量。在充电状态下，SE9120会控制LCD滚动显示。具体分为以下几种情况：Vbat<3.7V,能量低于40%,LCD四格滚动显示；

3.7V4.0V且C5电池充饱检测单元检测到电池已经充满，能量约为100%,LCD显示屏四个格全亮。

LCD驱动单元

该单元不仅是给LCD屏一个驱动，此外，SE9120还解决了传统方案中，通过单边驱动LCD的方法导致低电压时LCD显示亮度不足的问题。SE9120采用创新的双边驱动LCD方法使得电压较低时仍能够保持较高的LCD亮度。

　　LED背光驱动单元

该单元智能控制LED背光功能，当只接电池时，可自动关闭LED蓝色背光，因而达到了省电的功效，同时也减少了电池的消耗。

LED背光被用在小巧、廉价的LCD面板上。他的光通常是有颜色的，虽然白色背光已经愈来愈普遍了。电光面板经常被使用在大型显示上，这时均匀的背光是很重要的。电光面板需要经由高压的交流电来驱动，这部份由反用换流器回路来提供。冷阴极管被用在像是电脑显示器上，颜色上通常是白色的，这同样也需要反用换流器和散光器。白炽背光则在需要高亮度时被使用，但是其缺点则是白炽灯泡的寿命相当有限，而且会产生相当多的热量。