CN111951719B - 用于充放电***中的led显示控制的装置和方法 - Google Patents

用于充放电***中的led显示控制的装置和方法 Download PDF

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Abstract

公开了用于充放电***中的LED显示控制的装置和方法。该装置包括显示代码生成器，被配置为基于充放电***中的电池的电压信号和充电状态信号、LED显示使能信号、以及多个预设电压阈值信号，来生成充电显示代码或放电显示代码；以及解码驱动器，被配置为根据充电状态信号来对充电显示代码或放电显示代码进行解码以生成驱动信号，该驱动信号用于驱动LED进行显示。

Description

用于充放电***中的LED显示控制的装置和方法
技术领域
本公开总体涉及充放电技术领域，更具体地涉及用于充放电***中的发光二极管(LED)显示控制的装置和方法。
背景技术
在大多数充放电***中，经常使用LED灯来直观地显示充放电***的工作状态和电池电量。
目前主流的LED显示控制方案有两种：一种是通过利用电池电压、电池电流、以及电池内阻信息做精确运算生成其电量曲线来控制LED显示，但这种方案较为复杂、耗费大量资源；另一种是只根据电池电压做粗略的显示，该方案虽然耗费的资源较少，但实际应用时由于检测到的电池电压在不同的状态、不同的电流下会有不同，引起了很多显示问题。常见的问题包括：在充电状态下显示电量递减变化而在放电状态下显示电量递增变化，在充电和放电状态互相切换时发生跳灯，即亮灯和/或闪灯的数目发生变化，其中“亮灯”指LED灯保持亮的状态，而“闪灯”指LED灯忽亮忽暗。
发明内容
鉴于以上所述的一个或多个问题，本公开提供了新颖的用于充放电***中的LED显示控制的装置和方法。
根据本公开实施例的一方面，公开了用于充放电***中的LED显示控制的装置，该装置包括显示代码生成器，被配置为基于充放电***中的电池的电压信号和充电状态信号、LED显示使能信号、以及多个预设电压阈值信号，来生成充电显示代码或放电显示代码；以及解码驱动器，被配置为根据充电状态信号来对充电显示代码或放电显示代码进行解码以生成驱动信号，该驱动信号用于驱动LED进行显示。
根据本公开实施例的另一方面，公开了用于充放电***中的LED显示控制的方法，该方法包括：基于充放电***中的电池的电压信号和充电状态信号、LED显示使能信号、以及多个预设电压阈值信号，来生成充电显示代码或放电显示代码；并且根据充电状态信号来对充电显示代码或放电显示代码进行解码以生成驱动信号，该驱动信号用于驱动LED进行显示。
附图说明
从下面结合附图对本公开的具体实施方式的描述中可以更好地理解本公开。为了图示的简单和清晰，附图中图示的元素不一定是按比例绘制的。例如，为了清晰，一些元素的尺寸相对于其他元素可被夸大。另外，在认为适当时，附图标记在附图之间被重复以指示出对应的或相似的元素。在附图中：
图1A示出了充放电***在充电状态下的示意框图；
图1B示出了充放电***在放电状态下的示意框图；
图2示出了根据本公开的实施例的用于充放电***中的LED显示控制的装置的示意图。
图3示出了根据本公开的实施例的示例显示代码生成器的示意图。
图4A示出了根据本公开的实施例的示例充电显示代码生成模块的内部结构的框图。
图4B示出了根据本公开的实施例的示例放电显示代码生成模块的内部结构的框图。
图5A示出了根据本公开的实施例的示例充电显示状态到放电显示状态转换的示意图。
图5B示出了根据本公开的实施例的示例放电显示状态到充电显示状态转换的示意图。
图6示出了根据本公开的实施例的用于充放电***中的LED显示控制的方法的简化流程图。
具体实施方式
下面将详细描述本公开的各个方面的特征和示例性实施例。在下面的详细描述中，提出了许多具体细节，以便提供对本公开的全面理解。但是，对于本领域技术人员来说很明显的是，本公开可以在不需要这些具体细节中的一些细节的情况下实施。下面对实施例的描述仅仅是为了通过示出本公开的示例来提供对本公开的更好的理解。本公开决不限于下面所提出的任何具体配置和算法，而是在不脱离本公开的精神的前提下覆盖了元素、部件和算法的任何修改、替换和改进。在附图和下面的描述中，没有示出公知的结构和技术，以便避免对本公开造成不必要的模糊。
需要指出的是，在下面的描述中提到的“装置”、“模块”、“单元”、“组件”等都可以指电路或电路的一部分。
图1A和图1B分别示出了充放电***100在充电状态和放电状态下的示意框图。当充放电***100连接到电源以进行充电时，电池部分120中产生充电电流Icharge；而当充放电***100连接到负载以给负载供电时，电池部分120中产生放电电流Idischarge。假设在充放电***100在充电状态和放电状态之间相互切换的瞬间电池电压Vbat保持不变，由于充电电流Icharge和放电电流Idischarge之间的转变，会使得充电控制电路110检测到的电池电压Vbat_det发生变化。这种变化可能导致在只根据电池电压来控制LED的显示时出现诸如跳灯之类的问题。以使用四颗LED灯的情况为例，目前行业内对四颗LED灯的通用定义如下：在充电模式下1闪→1亮1闪→2亮1闪→3亮1闪；在放电模式下4亮→3亮→2亮→1亮→1闪→全灭。例如，跳灯问题可能体现为：在从充电模式切换到放电模式时，从充电状态的2亮1闪跳到放电状态的1亮，或者在从放电模式切换到充电模式时，从放电状态的2亮跳到充电状态的3亮1闪，等等。
本公开提供的新颖的用于充放电***中的LED显示控制的装置和方法能够只需根据电池电压信息，通过定义充电/放电各模式亮灯的时序来满足实际的充放电***电量显示的需求，同时还避免了上面提到的LED显示控制中遇到的常见问题。
需要说明的是，为清楚和简洁起见，在下面的描述中以上面提到的四颗LED灯的情况为例进行描述，但是本领域普通技术人员应该清楚本公开的原理可以适用于任何适当数目的LED灯，而不仅限于所描述的四颗LED灯的情况。因此，这种描述仅仅是说明性的而非限制性的。
图2示出了根据本公开的实施例的用于充放电***中的LED显示控制的装置200的示意图。例如，该LED显示控制的装置200可以被布置在图1的充电控制电路110中以用于对充放电***100的LED灯的显示进行控制。
如图所示，LED显示控制的装置200可以包括显示代码生成器210和解码驱动器220。显示代码生成器210接收所检测到的充放电***中的电池(例如，图1充放电***100中的电池120)的电压信号Vbat_det 201和充电状态信号Charge_ena 202、LED显示使能信号LED_ena 203、以及多个预设电压阈值信号Vth*204，并且基于上述信号来生成充电显示代码Charge_code 211或放电显示代码Discharge_code 212。
Charge_ena 202指示电池正在充电还是放电，例如，当Charge_ena212为高电平时，指示电池正在充电，而Charge_ena 202为低电平时，指示正在放电；或反之。当然，其他指示方式也是可以的，只要能够实现相应的功能即可，在此不作一一描述。当Charge_ena202指示电池正在充电时，显示代码生成器210生成Charge_code 211，而当Charge_ena 202指示电池正在放电时，显示代码生成器210生成Discharge_code 212。
LED_ena 203指示充放电***是否启用LED显示来指示其工作状态或电池电量。例如，当LED_ena 203为高电平时，指示已启用LED显示；相反地，也可以设置LED_ena 203为低电平时，指示已启用LED显示。当然，其他指示方式也是可以的，只要能够实现相应的功能即可，在此不作一一描述。
Vth*204指示预设的一组电压阈值，其数量与所采用的LED灯的数量有关，具体地，其数量可以与预定义的LED灯在充电过程中的显示状态和在放电过程中的显示状态的总和有关。例如，在上面的使用四颗LED灯的情况中，在充电模式下共有四种显示状态，即1闪→1亮1闪→2亮1闪→3亮1闪，在放电模式下共有六种显示状态，即4亮→3亮→2亮→1亮→1闪→全灭，从而Vth*204的数量可以为(4-1)+(6-1)＝8个。
解码驱动器220接收Charge_ena 202，以参考该信号来对从显示代码生成器210接收的Charge_code 211或Discharge_code 212进行解码，以生成用于驱动LED灯进行显示的驱动信号LED_drive 221。
下面将参考图3和图4来详细描述显示代码生成器210的结构和功能。需要说明的是，为清楚和简洁起见，在图3和图4以及相关描述中以上面提到的四颗LED灯的情况为例进行说明，但是本领域普通技术人员应该清楚本公开的原理可以适用于任何适当数目的LED灯，而不仅限于所描述的四颗LED灯的情况。
图3示出了根据本公开的实施例的示例显示代码生成器300的示意图。示例显示代码生成器300例如可以是上面结合图2描述的显示代码生成器210。
显示代码生成器300可以包括，例如，基础时钟信号生成模块310、充电显示代码生成模块320、以及放电显示代码生成模块330。
如图所示，基础时钟信号生成模块310接收LED显示使能信号LED_ena 303，来在LED_ena 303指示LED显示被启用时生成基础时钟信号DCLK 311。每当充放电***开机启用LED显示时，基础时钟信号生成模块310以较高频率输出基础时钟信号DCLK 311，该基础时钟信号DCLK 311被提供给后面将会介绍的延迟组件DBS用于进行数字延迟，这样使得初始LED显示能够迅速地检测到电池电压而进行显示。随后，基础时钟信号生成模块310切换到以较低频率输出基础时钟信号DCLK 311，以使得LED显示的更新不受能够检测到的短时间电池电压波动的影响。
充电显示代码生成模块320和放电显示代码生成模块330分别接收充电状态信号Charge_ena 302。当Charge_ena 302指示充放电***的电池正在充电时，充电显示代码生成模块320被启用，而当Charge_ena 302指示电池正在放电时，放电显示代码生成模块330被启用。
当被启用时，充电显示代码生成模块320接收检测到的电池电压信号Vbat_det 301、由基础时钟信号生成模块310生成的DCLK 311、以及预设电压阈值信号Vth1_chg 304-1、Vth2_chg 304-2和Vth3_chg 304-3，并基于这些信号生成充电显示代码Charge_code 321。在此需要说明的是，在上面的使用四颗LED灯的情况中，在充电模式下共有四种显示状态，即1闪→1亮1闪→2亮1闪→3亮1闪，因此，在此实施例中针对充电模式设置了Vth1_chg、Vth2_chg和Vth3_chg共三个电压阈值，但是在其他实施例中，当使用不同数量的LED灯时和/或当定义不同数量的显示状态时，可以根据需要设置其他数量的电压阈值，在此不做具体限定。
当被启用时，放电显示代码生成模块330接收检测到的电池电压信号Vbat_det301、由基础时钟信号生成模块310生成的DCLK 311、以及预设电压阈值信号Vth5_dischg 304-4、Vth4_dischg 304-4、Vth3_dischg 304-6、Vth2_dischg304-4和Vth1_dischg 304-8，并基于这些信号生成放电显示代码Discharge_code 322。在此需要说明的是，在上面的使用四颗LED灯的情况中，放电模式下共有六种显示状态，即4亮→3亮→2亮→1亮→1闪→全灭，因此，在此实施例中针对放电模式设置了Vth5_dischg、Vth4_dischg、Vth3_dischg、Vth2_dischg和Vth1_dischg共五个电压阈值，但是在其他实施例中，当使用不同数量的LED灯时和/或当定义不同数量的显示状态时，可以根据需要设置其他数量的电压阈值，在此不做具体限定。
充电显示代码生成模块320还从放电显示代码生成模块330接收Discharge_code322，同样，放电显示代码生成模块330还从充电显示代码生成模块320接收Charge_code321，以使得充电显示代码生成模块320和放电显示代码生成模块330能够在发生充电/放电状态切换时根据预定义的规则切换到生成指定的显示代码。这将在下面进行详细描述。
在图4A和图4B中详细示出了示例充电显示代码生成模块400A和示例放电显示代码生成模块400B的内部结构。示例充电显示代码生成模块400A可以是上面结合图3描述的充电显示代码生成模块320，并且示例放电显示代码生成模块400B可以是上面结合图3描述的放电显示代码生成模块330。
如图4A所示，示例充电显示代码生成模块400A包括多个并列的显示代码比特生成单元，例如，第一到第三显示代码比特生成单元410、420和430。显示代码比特生成单元的数量可以与预定义的LED灯在充电过程中的显示状态的数量有关。例如，在上面的使用四颗LED灯的情况中，在充电模式下共有四种显示状态，即1闪→1亮1闪→2亮1闪→3亮1闪，因此，在此实施例中采用3个并列的显示代码比特生成单元410、420和430。每个显示代码比特生成单元生成一个高电平或低电平，该高/低电平例如被转换成数字代码(0,1)，从而表示二进制数字的一个比特。三个有序排列的显示代码比特生成单元410、420和430所产生的比特被按照从最高有效比特到最低有效比特的顺序排列，组成一个二进制代码，也即充电显示代码，这将在下面进行论述。
第一到第三显示代码比特生成单元410、420和430中的每一者分别包括电压检测比较器COMP、延迟组件DBS、以及栓锁组件LATCH。
每个COMP分别接收检测到的电池电压信号Vbat_det 301和相应的预设电压阈值信号Vth1_chg 304-1、Vth2_chg 304-2和Vth3_chg 304-3。在此实施例中，按照递增的顺序设置预设电压阈值信号Vth1_chg 304-1、Vth2_chg 304-2和Vth3_chg 304-3；在其他实施例中也可以满足要求的其他方式进行设置。
第一显示代码比特生成单元410的COMP将Vbat_det 301与Vth1_chg 304-1进行比较以生成比较信号411，例如，高电平或低电平。在此为描述方便，以二进制数字1来表示高电平，二进制数字0来表示低电平；在实际使用中也可能存在相反的情况，本公开的原理同样适用。第一显示代码比特生成单元410的DBS接收基础时钟信号DCLK 311(例如，上面结合图3描述的由基础时钟信号生成模块310生成的DCLK 311)，并基于DCLK311对比较信号411进行延迟以生成经延迟信号412。第一显示代码比特生成单元410的LATCH对经延迟信号412进行锁定，以保证充电显示的单调性。第一显示代码比特生成单元410最终输出一个二进制数字0或1，其表示充电显示代码的最高有效比特。
第二显示代码比特生成单元420的COMP将Vbat_det 301与Vth2_chg 304-2进行比较以生成比较信号421，例如，高电平或低电平。第二显示代码比特生成单元420的DBS接收基础时钟信号DCLK 311(例如，上面结合图3描述的由基础时钟信号生成模块310生成的DCLK311)，并基于DCLK 311对比较信号421进行延迟以生成经延迟信号422。第二显示代码比特生成单元420的LATCH对经延迟信号422进行锁定，以保证充电显示的单调性。第二显示代码比特生成单元420最终输出一个二进制数字0或1，其表示充电显示代码的次高有效比特。
第三显示代码比特生成单元430的COMP将Vbat_det 301与Vth3_chg 304-3进行比较以生成比较信号431，例如，高电平或低电平。第三显示代码比特生成单元430的DBS接收基础时钟信号DCLK 311(例如，上面结合图3描述的由基础时钟信号生成模块310生成的DCLK311)，并基于DCLK 311对比较信号431进行延迟以生成经延迟信号422。第三显示代码比特生成单元430的LATCH对经延迟信号432进行锁定，以保证充电显示的单调性。第三显示代码比特生成单元430最终输出一个二进制数字0或1，其表示充电显示代码的最低有效比特。
可选地，按照以上顺序在前的显示代码比特生成单元输出的信号可以用于后续显示代码比特生成单元的使能，例如，当第一显示代码比特生成单元410的输出为1时，所有后续显示代码比特生成单元的功能被启用(即，按照以上描述进行所述比较、延迟及锁定操作)，否则，所有后续显示代码比特生成单元输出0；依此类推。
所有显示代码比特生成单元输出的二进制数字按照上面提到的顺序组合成一个二进制代码，也即充电显示代码Charge_code 321，以供充电显示代码生成模块400A输出。
在第一到第三显示代码比特生成单元410、420和430中，COMP将检测到的电池电压(即，Vbat_det 301)与相应的阈值进行比较，以生成比较信号，DBS对该比较信号进行延迟后再更新到输出信号，这种设计保证了当检测到的电池电压被短时间扰动时(通常时间小于4秒)，其结果会被滤除，不更新到最终输出信号，而真实的信号产生的比较信号则会被保留并更新到最终输出信号；同时，通过LATCH实现了最终由充电显示代码生成模块400A输出的充电显示代码Charge_code的单向递增变化，即000→100→110→111，这对应于LED灯的显示状态1闪→1亮1闪→2亮1闪→3亮1闪。
如图4B所示，示例放电显示代码生成模块400B包括多个并列的显示代码比特生成单元，例如，第一到第五显示代码比特生成单元440、450、460、470和480。显示代码比特生成单元的数量可以与预定义的LED灯在放电过程中的显示状态的数量有关。例如，在上面的使用四颗LED灯的情况中，在放电模式下共有六种显示状态，即4亮→3亮→2亮→1亮→1闪→全灭，因此，在此实施例中采用5个并列的显示代码比特生成单元440、450、460、470和480。每个显示代码比特生成单元生成一个高电平或低电平，该高/低电平例如被转换成数字代码(0,1)，从而表示二进制数字的一个比特。五个有序排列的显示代码比特生成单元440、450、460、470和480所产生的比特被按照从最低有效比特到最高有效比特的顺序排列，组成一个二进制代码，也即放电显示代码，这将在下面进行论述。
第一到第五显示代码比特生成单元440、450、460、470和480中的每一者分别包括电压检测比较器COMP、延迟组件DBS、以及栓锁组件LATCH。
每个COMP分别接收检测到的电池电压信号Vbat_det 301和相应的预设电压阈值信号Vth5_dischg 304-4、Vth4_dischg 304-5、Vth3_dischg 304-6、Vth2_dischg304-7和Vth1_dischg 304-8。在此实施例中，按照递减的顺序设置预设电压阈值信号Vth5_dischg 304-4、Vth4_dischg 304-5、Vth3_dischg 304-6、Vth2_dischg 304-7和Vth1_dischg 304-8；在其他实施例中也可以满足要求的其他方式进行设置。
第一显示代码比特生成单元440的COMP将Vbat_det 301与Vth5_dischg304-4进行比较以生成比较信号441，例如，高电平或低电平。第一显示代码比特生成单元440的DBS接收基础时钟信号DCLK 311(例如，上面结合图3描述的由基础时钟信号生成模块310生成的DCLK311)，并基于DCLK 311对比较信号441进行延迟以生成经延迟信号442。第一显示代码比特生成单元440的LATCH对经延迟信号442进行锁定，以保证放电显示的单调性。第一显示代码比特生成单元440最终输出一个二进制数字0或1，其表示放电显示代码的最低有效比特。
第二显示代码比特生成单元450的COMP将Vbat_det 301与Vth4_dischg304-5进行比较以生成比较信号451，例如，高电平或低电平。第二显示代码比特生成单元450的DBS接收基础时钟信号DCLK 311(例如，上面结合图3描述的由基础时钟信号生成模块310生成的DCLK311)，并基于DCLK 311对比较信号451进行延迟以生成经延迟信号452。第二显示代码比特生成单元450的LATCH对经延迟信号452进行锁定，以保证放电显示的单调性。第二显示代码比特生成单元450最终输出一个二进制数字0或1，其表示放电显示代码的次低有效比特。
第三显示代码比特生成单元460的COMP将Vbat_det 301与Vth3_dischg304-6进行比较以生成比较信号461，例如，高电平或低电平。第三显示代码比特生成单元460的DBS接收基础时钟信号DCLK 311(例如，上面结合图3描述的由基础时钟信号生成模块310生成的DCLK311)，并基于DCLK 311对比较信号461进行延迟以生成经延迟信号462。第三显示代码比特生成单元460的LATCH对经延迟信号462进行锁定，以保证放电显示的单调性。第三显示代码比特生成单元460最终输出一个二进制数字0或1，其表示放电显示代码的下一个有效比特。
第四显示代码比特生成单元470的COMP将Vbat_det 301与Vth2_dischg304-7进行比较以生成比较信号471，例如，高电平或低电平。第四显示代码比特生成单元470的DBS接收基础时钟信号DCLK 311(例如，上面结合图3描述的由基础时钟信号生成模块310生成的DCLK311)，并基于DCLK 311对比较信号471进行延迟以生成经延迟信号472。第四显示代码比特生成单元470的LATCH对经延迟信号472进行锁定，以保证放电显示的单调性。第四显示代码比特生成单元470最终输出一个二进制数字0或1，其表示放电显示代码的次高有效比特。
第五显示代码比特生成单元480的COMP将Vbat_det 301与Vth1_dischg304-8进行比较以生成比较信号481，例如，高电平或低电平。第四显示代码比特生成单元480的DBS接收基础时钟信号DCLK 311(例如，上面结合图3描述的由基础时钟信号生成模块310生成的DCLK311)，并基于DCLK 311对比较信号481进行延迟以生成经延迟信号482。第五显示代码比特生成单元480的LATCH对经延迟信号482进行锁定，以保证放电显示的单调性。第五显示代码比特生成单元480最终输出一个二进制数字0或1，其表示放电显示代码的最高有效比特。
可选地，按照以上顺序在前的显示代码比特生成单元输出的信号可以用于后续显示代码比特生成单元的使能，例如，当第一显示代码比特生成单元440的输出为0时，所有后续显示代码比特生成单元(即，第二到第五显示代码比特生成单元)的功能被启用(即，按照以上描述进行所述比较、延迟及锁定操作)，否则，所有后续显示代码比特生成单元输出1；当第二显示代码比特生成单元450的输出也为0时，所有后续显示代码比特生成单元(即，第三到第五显示代码比特生成单元)的功能被启用，否则，所有后续显示代码比特生成单元输出1；依此类推。
所有显示代码比特生成单元输出的二进制数字按照上面提到的顺序组合成一个二进制代码，也即放电显示代码Discharge_code 322，以供放电显示代码生成模块400B输出。
在第一到第五显示代码比特生成单元440、450、460、470和480中，COMP将检测到的电池电压(即，Vbat_det 301)与相应的阈值进行比较，以生成比较信号，DBS对该比较信号进行延迟后再更新到输出信号，这种设计保证了当检测到的电池电压被短时间扰动时(通常时间小于4秒)，其结果会被滤除，不更新到最终输出信号，而真实的信号产生的比较信号则会被保留并更新到最终输出信号；同时，通过LATCH实现了最终由放电显示代码生成模块400B输出的放电显示代码Discharge_code的单向递减变化，即11111→11110→11100→11000→10000→00000，这对应于LED灯的显示状态4亮→3亮→2亮→1亮→1闪→全灭。
返回到上面结合图3提到的，充电显示代码生成模块320还从放电显示代码生成模块330接收Discharge_code 322，同样，放电显示代码生成模块330还从充电显示代码生成模块320接收Charge_code 321，以使得充电显示代码生成模块320和放电显示代码生成模块330能够在发生充电/放电状态切换时根据预定义的规则切换到生成指定的显示代码，这在图4A和图4B中体现为：
(1)当充放电***的电池从放电状态切换到充电状态时，充电显示代码生成模块400A的第一到第三显示代码比特生成单元410、420和430中的每一者的LATCH还接收由放电显示代码生成模块400B生成的Discharge_code 322，以按照预定义的规则根据Discharge_code 322输出指定的信号，例如，指定的电平或二进制数字；
(2)当充放电***的电池从充电状态切换到放电状态时，放电显示代码生成模块400B中的每个显示代码比特生成单元440、450、460、470和480中的每一者的LATCH还接收由充电显示代码生成模块400A生成的Charge_code 321，以按照预定义的规则根据Charge_code 321输出指定的信号，例如，指定的电平或二进制数字。
下面将对所提到的“预定义的规则”进行详细的描述。
表1描述了在使用四颗LED灯的情况下的充电显示代码Charge_code和放电显示代码Discharge_code的示例。
表1
充放电模式 LED显示状态 Charge_code Discharge_code
充电 一闪 000 -----
充电 一亮一闪 100 -----
充电 二亮一闪 110 -----
充电 三亮一闪 111 -----
放电 四亮 --- 11111
放电 三亮 --- 11110
放电 二亮 --- 11100
放电 一亮 --- 11000
放电 一闪 --- 10000
放电 全灭 --- 00000
结合图4A来看，在充电模式下，当检测到的电池电压小于Vth1_chg304-1时，第一到第三显示代码比特生成单元410、420和430都输出0，即Charge_code为000，4颗LED灯中有一颗LED灯闪烁；随着电池电量的增加，当检测到的电池电压大于Vth1_chg 304-1但小于Vth2_chg304-2时，第一显示代码比特生成单元410输出1，而第二和第三显示代码比特生成单元420和430输出0，Charge_code为100，4颗LED灯中有一颗LED灯亮起另有一颗LED灯闪烁；随着电池电量继续增加，当检测到的电池电压大于Vth2_chg 304-2但小于Vth3_chg 304-3时，第一显示代码比特生成单元410输出1，第二显示代码比特生成单元420也输出1，而第三显示代码比特生成单元430输出0，Charge_code为110，4颗LED灯中有两颗LED灯亮起另有一颗LED灯闪烁；随着电池电量继续增加，当检测到的电池电压大于Vth3_chg 304-3时，第一显示代码比特生成单元410输出1，第二显示代码比特生成单元420也输出1，第三显示代码比特生成单元430也输出1，Charge_code为111，4颗LED灯中有三颗LED灯亮起另有一颗LED灯闪烁。
结合图4B来看，在放电模式下，当检测到的电池电压大于Vth5_dischg304-4时，第一到第五显示代码比特生成单元440、450、460、470和480都输出1，即Discharge_code为11111，4颗LED灯全部亮起；随着电池放电使得检测到的电压减小，当检测到的电池电压大于Vth4_dischg 304-5但小于Vth5_dischg 304-4时，第一显示代码比特生成单元440输出0，而第二到第五显示代码比特生成单元450、460、470和480都输出1，即Discharge_code为11110，4颗LED灯中有三颗LED灯亮起、一颗LED灯熄灭；随着电池放电使得检测到的电压进一步减小，当检测到的电池电压大于Vth3_dischg 304-6但小于Vth4_dischg 304-5时，第一和第二显示代码比特生成单元440和450输出0，而第三到第五显示代码比特生成单元460、470和480都输出1，即Discharge_code为11100，4颗LED灯中有两颗LED灯亮起、两颗LED灯熄灭；随着电池放电使得检测到的电压进一步减小，当检测到的电池电压大于Vth2_dischg 304-7但小于Vth3_dischg 304-6时，第一到第三显示代码比特生成单元440、450和460输出0，而第四和第五显示代码比特生成单元470和480都输出1，即Discharge_code为11000，4颗LED灯中有一颗LED灯亮起、三颗LED灯熄灭；随着电池放电使得检测到的电压进一步减小，当检测到的电池电压大于Vth1_dischg 304-8但小于Vth2_dischg 304-7时，第一到第四显示代码比特生成单元440、450、460和470输出0，而第五显示代码比特生成单元480输出1，即Discharge_code为10000，4颗LED灯中有一颗LED灯闪烁、其余熄灭；随着电池放电使得检测到的电压进一步减小，当检测到的电池电压小于Vth1_dischg 304-8时，第一到第五显示代码比特生成单元440、450、460、470和480都输出0，即Discharge_code为00000，4颗LED灯全部熄灭。
需要指出的是，以上提及的LED灯的数量、充放电过程中的显示状态、以及对应的显示代码，都仅仅是示例，在其他实施例中，可以根据实际需要设置不同数量的LED灯、不同的放电过程中的显示状态、以及不同的显示代码，在此不做具体限定。
图5A示出了根据本公开的实施例的示例充电显示状态到放电显示状态转换的示意图。同样地，以上面提到的使用四颗LED灯的情况为例，当充电时，LED灯可能的显示状态如下：1闪→1亮1闪→2亮1闪→3亮1闪，对应于充电显示代码000→100→110→111；当放电时，LED灯可能的显示状态如下：4亮→3亮→2亮→1亮→1闪→全灭，对应于放电显示代码11111→11110→11100→11000→10000→00000。参照图5A所示，当充放电***从充电模式转换到放电模式时：在LED灯处于充电显示状态1闪(000)时，对应地转换到放电显示状态1闪(10000)；在LED灯处于充电显示状态1亮1闪(100)时，对应地转换到放电显示状态1亮(11000)；在LED灯处于充电显示状态2亮1闪(110)时，对应地转换到放电显示状态2亮(11100)；在LED灯处于充电显示状态3亮1闪(111)时，对应地转换到放电显示状态3亮(11110)。下面在表2中示出了充电显示状态到放电显示状态转换的代码转换关系。
表2
充电显示状态到放电显示状态 充电显示代码 放电显示代码
1闪→1闪 000 10000
1亮1闪→1亮 100 11000
2亮1闪→2亮 110 11100
3亮1闪→3亮 111 11110
结合上面针对图4A和图4B所描述的，当充放电***的电池从充电状态切换到放电状态时，放电显示代码生成模块400B中的每个显示代码比特生成单元440、450、460、470和480中的每一者的LATCH还接收由充电显示代码生成模块400A生成的Charge_code 321，以按照预定义的规则根据Charge_code 321输出指定的信号，例如，指定的电平或二进制数字。当充放电***的电池从充电状态向放电状态转换时，例如，充电显示代码生成模块400A生成的Charge_code 321为“000”，则放电显示代码生成模块400B中的每个显示代码比特生成单元440、450、460、470和480中的每一者的LATCH接收到代码“000”，并且根据表2所示的预定义的规则锁定到对应的二进制数字，例如，“0”、“0”、“0”、“0”、“1”，从而放电显示代码生成模块400B输出放电显示代码“10000”；例如，充电显示代码生成模块400A生成的Charge_code 321为“111”，则放电显示代码生成模块400B中的每个显示代码比特生成单元440、450、460、470和480中的每一者的LATCH接收到代码“111”，并且根据表2所示的预定义的规则锁定到对应的二进制数字，例如，“0”、“1”、“1”、“1”、“1”，从而放电显示代码生成模块400B输出放电显示代码“11110”；其他情况类似，在此不作一一描述。
在充放电***的电池完成充电显示状态到放电显示状态转换的转换后，放电显示代码生成模块400B的各个显示代码比特生成单元440、450、460、470和480按照各自的模式正常工作以更新放电显示代码。这样一来，在完成显示状态转换后，不会出现跳灯情况。
图5B示出了根据本公开的实施例的示例放电显示状态到充电显示状态转换的示意图。同样地，以上面提到的使用四颗LED灯的情况为例，当放电时，LED灯可能的显示状态如下：4亮→3亮→2亮→1亮→1闪→全灭；当充电时，LED灯可能的显示状态如下：1闪→1亮1闪→2亮1闪→3亮1闪，对应于充电显示代码000→100→110→111。参照图5B所示，当充放电***从放电模式转换到充电模式时：在LED灯处于放电显示状态全灭(00000)或1闪(10000)时，对应地转换到充电显示状态1闪(000)；在LED灯处于放电显示状态1亮(11000)时，对应地转换到充电显示状态1亮1闪(100)；在LED灯处于放电显示状态2亮(11100)时，对应地转换到充电显示状态2亮1闪(110)；在LED灯处于放电显示状态3亮(11110)或4亮(11111)时，对应地转换到充电显示状态3亮1闪(111)。下面在表3中示出了放电显示状态到充电显示状态转换的代码转换关系。
表3
放电显示状态到充电显示状态 放电显示代码 充电显示代码
全灭或1闪→1闪 00000或10000 000
1亮→1亮1闪 11000 100
2亮→2亮1闪 11100 110
3亮或4亮→3亮1闪 11110或11111 111
结合上面针对图4A和图4B所描述的，当充放电***的电池从放电状态切换到充电状态时，充电显示代码生成模块400A的第一到第三显示代码比特生成单元410、420和430中的每一者的LATCH还接收由放电显示代码生成模块400B生成的Discharge_code 322，以按照预定义的规则根据Discharge_code 322输出指定的信号，例如，指定的电平或二进制数字。当充放电***的电池从放电状态向充电状态转换时，例如，放电显示代码生成模块400B生成的Discharge_code 322“00000”或“10000”，则充电显示代码生成模块400A的第一到第三显示代码比特生成单元410、420和430中的每一者的LATCH接收到代码“00000”或“10000”，并且根据表3所示的预定义的规则锁定到对应的二进制数字，例如，“0”、“0”、“0”，从而充电显示代码生成模块400A输出充电显示代码“000”；例如，放电显示代码生成模块400B生成的Discharge_code 322“11110”或“11111”，则充电显示代码生成模块400A的第一到第三显示代码比特生成单元410、420和430中的每一者的LATCH接收到代码“11110”或“11111”，并且根据表3所示的预定义的规则锁定到对应的二进制数字，例如，“1”、“1”、“1”，从而充电显示代码生成模块400A输出充电显示代码“111”；其他情况类似，在此不作一一描述。
在充放电***的电池完成放电显示状态到充电显示状态转换的转换后，充电显示代码生成模块400A的各个显示代码比特生成单元410、420和430按照各自的模式正常工作以更新充电显示代码。这样一来，在完成显示状态转换后，不会出现跳灯情况。
需要指出的是，上面示出的充电/放电LED显示状态相互转换的预定义规则仅仅是为了形象地说明本公开的基本原理而不用于限制本公开的范围，在其他实施例中，可以根据实际需要定义不同的转换规则，在此不做具体限定。
下面参考图6来描述根据本公开的实施例的用于充放电***中的LED显示控制的示例方法600。
方法600包括，在610，基于充放电***中的电池的电压信号(Vbat_det)和充电状态信号(Charge_ena)、LED显示使能信号(Charge_ena)、以及多个预设电压阈值信号(Vth*)，来生成充电显示代码(Charge_code)或放电显示代码(Discharge_code)。该步骤可以由例如图2所示的显示代码生成器210来实现。
方法600还包括，在620，根据充电状态信号(Charge_ena)来对充电显示代码(Charge_code)或放电显示代码(Discharge_code)进行解码以生成驱动信号(LED_drive)，该驱动信号(LED_drive)用于驱动充放电***的LED灯进行显示。该步骤可以由例如图2所示的解码驱动器220来实现。
本公开的实施例提供的用于充放电***中的LED显示控制的装置和方法能够实现充放电***在充电模式下单调亮灯并且在放电模式下单调灭灯，而且在充电模式和放电模式相互转换时不发生跳灯。此外，本公开的实施例提供的用于充放电***中的LED显示控制的装置和方法还能够使得充放电***在开机时能够快速捕捉电池电压以进行LED显示，并且在进行显示更新时不受能够检测到的短时间电池电压波动的影响。
本公开可以以其他的具体形式实现，而不脱离其精神和本质特征。例如，特定实施例中所描述的算法可以被修改，而***体系结构并不脱离本公开的基本精神。因此，当前的实施例在所有方面都被看作是示例性的而非限定性的，本公开的范围由所附权利要求而非上述描述定义，并且，落入权利要求的含义和等同物的范围内的全部改变从而都被包括在本公开的范围之中。

Claims (18)

1.一种用于充放电***中的LED显示控制的装置，包括：
显示代码生成器，被配置为基于所述充放电***中的电池的电压信号和充电状态信号、LED显示使能信号、以及多个预设电压阈值信号，来生成充电显示代码或放电显示代码；以及
解码驱动器，被配置为根据所述充电状态信号来对所述充电显示代码或放电显示代码进行解码以生成驱动信号，所述驱动信号用于驱动所述LED进行显示；
其中，所述显示代码生成器被进一步配置为：
当所述充电状态信号指示所述充放电***从放电模式切换到充电模式时，按照预定义的规则根据放电显示代码输出指定的充电显示代码；或者
当所述充电状态信号指示所述充放电***从充电模式切换到放电模式时，按照预定义的规则根据充电显示代码输出指定的放电显示代码。
2.如权利要求1所述的装置，其中，所述显示代码生成器包括：
基础时钟信号生成模块，用于基于所述LED显示使能信号生成基础时钟信号；
充电显示代码生成模块，用于基于所述基础时钟信号、所述电压信号、以及所述预设电压阈值信号生成所述充电显示代码；以及
放电显示代码生成模块，用于基于所述基础时钟信号、所述电压信号、以及所述预设电压阈值信号生成所述放电显示代码；
其中，所述充电显示代码生成模块还是所述放电显示代码生成模块被启用取决于所述充电状态信号。
3.如权利要求1或2所述的装置，其中，所述充电显示代码是由第一数量的比特构成的二进制代码，并且所述放电显示代码是由第二数量的比特构成的二进制代码。
4.如权利要求3所述的装置，其中，所述第一数量和所述第二数量分别与所述LED的数量有关。
5.如权利要求3所述的装置，其中，所述第一数量与所述LED在充电过程中要显示的状态的总数有关，并且所述第二数量与所述LED在放电过程中要显示的状态的总数有关。
6.如权利要求2所述的装置，其中，所述充电显示代码生成模块包括第一数量的显示代码比特生成单元，每个用于生成所述充电显示代码的一个比特；并且所述放电显示代码生成模块包括第二数量的显示代码比特生成单元，每个用于生成所述放电显示代码的一个比特。
7.如权利要求6所述的装置，其中，每个所述显示代码比特生成单元包括电压检测比较器、延迟组件、以及栓锁组件：
所述电压检测比较器用于将所述电压信号与对应的一个预设电压阈值信号进行比较以生成比较信号；
所述延迟组件用于基于所述基础时钟信号对所述比较信号进行延迟处理以生成经延迟信号；并且
所述栓锁组件用于对所述经延迟信号进行锁定。
8.如权利要求7所述的装置，其中，当所述充放电***从放电模式切换到充电模式时，所述充电显示代码生成模块中的每个所述显示代码比特生成单元中的所述栓锁组件还接收来自所述放电显示代码生成模块的所述放电显示代码。
9.如权利要求7所述的装置，其中，当所述充放电***从充电模式切换到放电模式时，所述放电显示代码生成模块中的每个所述显示代码比特生成单元中的所述栓锁组件还接收来自所述充电显示代码生成模块的所述充电显示代码。
10.如权利要求7所述的装置，其中，与所述第一数量的显示代码比特生成单元中的每个相对应的预设电压阈值按照要生成的比特将作为所述充电显示代码的最高有效比特到最低有效比特的顺序递增，并且与所述第二数量的显示代码比特生成单元中的每个相对应的预设电压阈值按照要生成的比特将作为所述放电显示代码的最低有效比特到最高有效比特的顺序递减。
11.如权利要求10所述的装置，其中，在所述充电显示代码生成模块中，当按照要生成的比特将作为所述充电显示代码的最高有效比特到最低有效比特的顺序在前的所述显示代码比特生成单元的输出为1时，所有后续显示代码比特生成单元的功能被启用；否则，所有后续显示代码比特生成单元输出0。
12.如权利要求10所述的装置，其中，在所述放电显示代码生成模块中，当要生成的比特将作为所述放电显示代码的最低有效比特到最高有效比特的顺序在前的所述显示代码比特生成单元的输出为0时，所有后续显示代码比特生成单元的功能被启用；否则，所有后续显示代码比特生成单元输出1。
13.一种用于充放电***中的LED显示控制的方法，包括：
基于所述充放电***中的电池的电压信号和充电状态信号、LED显示使能信号、以及多个预设电压阈值信号，来生成充电显示代码或放电显示代码；并且
根据所述充电状态信号来对所述充电显示代码或放电显示代码进行解码以生成驱动信号，所述驱动信号用于驱动所述LED进行显示；
其中，生成所述充电显示代码或所述放电显示代码包括：
当所述充电状态信号指示所述充放电***从放电模式切换到充电模式时，按照预定义的规则根据放电显示代码输出指定的充电显示代码；或者
当所述充电状态信号指示所述充放电***从充电模式切换到放电模式时，按照预定义的规则根据充电显示代码输出指定的放电显示代码。
14.如权利要求13所述的方法，其中，生成所述充电显示代码或所述放电显示代码包括：
当所述充电状态信号指示所述充放电***处于充电模式时，基于基础时钟信号、所述电压信号、以及所述预设电压阈值信号生成所述充电显示代码；或者
当所述充电状态信号指示所述充放电***处于放电模式时，基于所述基础时钟信号、所述电压信号、以及所述预设电压阈值信号生成所述放电显示代码；
其中，所述基础时钟信号是基于所述LED显示使能信号而生成的。
15.如权利要求13或14所述的方法，其中，所述充电显示代码是由第一数量的比特构成的二进制代码，并且所述放电显示代码是由第二数量的比特构成的二进制代码。
16.如权利要求15所述的方法，其中，所述第一数量与所述LED在充电过程中要显示的状态的总数有关，并且所述第二数量与所述LED在放电过程中要显示的状态的总数有关。
17.如权利要求14所述的方法，其中，当所述充电状态信号指示所述充放电***处于充电模式时，基于所述基础时钟信号、所述电压信号、以及所述预设电压阈值信号生成所述充电显示代码包括：
通过如下步骤，按照从最高有效比特到最低有效比特的顺序依次生成所述充电显示代码的每一比特：
将所述电压信号与对应的一个预设电压阈值信号进行比较以生成比较信号；
基于所述基础时钟信号对所述比较信号进行延迟处理以生成经延迟信号；并且
对所述经延迟信号进行锁定以作为所述比特；
其中，所述对应的预设电压阈值按照所述从最高有效比特到最低有效比特的顺序递增。
18.如权利要求14所述的方法，其中，当所述充电状态信号指示所述充放电***处于放电模式时，基于所述基础时钟信号、所述电压信号、以及所述预设电压阈值信号生成所述放电显示代码包括：
通过如下步骤，按照从最低有效比特到最高有效比特的顺序依次生成所述放电显示代码的每一比特：
将所述电压信号与对应的预设电压阈值信号进行比较以生成比较信号；
基于所述基础时钟信号对所述比较信号进行延迟处理以生成经延迟信号；并且
对所述经延迟信号进行锁定以作为所述比特；
其中，所述对应的预设电压阈值按照所述从最低有效比特到最高有效比特的顺序递减。
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