LM3647是美国国家半导体公司于2000年2月推出的新产品，是一种能充锂-离子电池、镍镉及镍氢电池的通用充电控制器IC。用该器件组成的充电器功能强、性能好、电路简单。本文将介绍该器件电路的组成及有关参数的计算或选择，最后给出典型应用电路，供电子爱好者及电子产品开发人员参考。
LM3647的特点
1．可组成先放电再充电的电路。
2．有高分辨率及精确的电压检测，可防止锂-离子电池的欠充或过充。
3. 有多种终止快充检测手段，用以防止镍镉或镍氢电池过充。有-ΔV（－dV／dt）检测、最高电压检测、最大充电时间控制、ΔT／Δt及T\(_{max}\)检测（后两项可任选）。
4．有自动分阶段充电程序。对镍镉或镍氢电池进行软启动（测试性）充电、快充、补充（topping charge）及维护充电。对锂-离子电池进行测试性充电。恒流快充、恒压快充及维护充电。在测试性充电时能检测电池的装入及温度是否在要求范围，以0.2C充电1分钟后检测电池是否良好或是否是已充足的电池（发出错误信号）。
5．可充2～8个镍镉或镍氢电池或者1～4个锂-离子电池（可充最大电压为4.1V或4.2V的电池）。
6．可用脉冲电流充电，也可恒流充电。
7．有3个LED及1个蜂鸣器作充电状态指示。
LM3647简介
LM3647是20脚SO封装的器件，工作电压4.5～5.5V，静态电流2.5mA，振荡器工作频率2.5MHz，工作温度范围-40℃～+85℃。其管脚排列如图1所示，各管脚功能如表1所示。
充电器结构框图
用LM3647组成的充电器结构框图如图2所示。它由控制电源部分、充电电流检测及控制部分、电池电压检测部分、电池温度检测部分、放电电路部分、工作状态指示部分、充电时间设定电路、复位电路、确定振荡频率的RC网络及由用户根据充电电池品种及充电器结构的选择端口。
各种分电路及参数
1．电池电压检测电路及有关参数
充电的电池组是串联的，电池组的电压与电池的数量及电的品种有关。图3是电池电压检测电路，R6、R7组成分压器，其中间点电压送至LM3647的电池电压检测端（CEL）。单个镍镉、镍氢最大的电压是1.85V，输入到CEL端最大电压是3.017V。则不同电池数n及R6、R7的关系为：
n×1.85V×\(\frac{R7}{（R6+R7）}\)＝3.017V
当已知充电电池数及设定R7后可按上式求出R6的值。例如，电池数为4，设R7＝11kΩ，则按上式可得R6＝15.98kΩ，可取R6=16kΩ。
充锂-离子电池时，输入CEL的最大电压为2.675V（SEL3接地），电池的正常电压为3.6V或3.7V，最大电压为4.1V或4.2V，则不同的电池数n及R6、R7的关系式分别为：
n×4.1V×R7(R6+R7)=2.675V
或
n×4.2V×R7(R6+R7)=2.675V
例如，两个4.1V（max）锂-离子电池时，若R7取30kΩ，按上式可求得R6为61.96kΩ，取62kΩ。
为保证锂-离子电池的终止充电电压精度，R6、R7要采用1％精度的金属膜电阻。
2.最大充电时间的设定
最大充电时间的设定是一种备用终止充电的方式，仅用于正常终止快充检测失效时才起作用。充电时间与充电率有关，可在0.4～3C范围选择。最大充电时间与外接R4、C1有关，如图4所示。不同的充电率与R4、C1的关系如表2所示。
3．充电电流检测电路
由图2可以看出，充电电流是经过R\(_{1}\)的，R1两端的电压降正比于充电电流。充电电流检测电路如图5所示，运算放大器的同相端接2.5V基准电压，充电电流经过R5的电压降输入运算放大器，其输出端接LM3647的电流检测输入端（CS）。最大的充电电流为1.1A，当R1＝R2=100kΩ，R3=R4=5.1kΩ时，可按下式计算出R5：
R5＝\(\frac{R3/R1}{1.1A}\)=0.0463Ω（取0.047Ω）
另一种控制充电电流的电路如图6所示。由LM3647的PWM端来控制V\(_{1}\)的导通或截止（PWM的开关频率仅为0.1Hz），当V1导通时，电流源断开；当V\(_{1}\)截止时，电流源导通。LM317接成恒流源电路，其输出的电流Iout为：
I\(_{out}\)=1.25-VdR1
式中1.25V为LM317的内部基准电压，V\(_{d}\)为二极管的管压降，一般VD1采用肖特基二极管，Vd≈0.4V。
4.与振荡频率有关的参数
如图7所示，振频频率与R18、C3有关，它与LM3647的RCIN端连接。R18、C3的精度与频率有关，也与充电时间的精确度有关。建议R18取3.3kΩ，C3取68pF（要采用温度系数小的陶瓷电容器）。
5.放电电路
放电电路由LM3647的DISCHG端来控制，如图8所示。R8为放电电阻，它与电池组的电压及放电率有关：
R8≈\(\frac{（电池组的电压）max}{最大放电率}\)
6．PWM滤波电路
滤波电路如图9所示（具体应用电路参看图14）。PWM端能输出快速PWM信号或慢速PWM信号。快速PWM模式时，由PWM输出的脉冲经R6、C9、R5、C1//C2两级低通滤波后，其直流电压输入运算放大器，用来控制充电电流。
PWM输出的占空比用来控制不同阶段的充电电流，如表3所示。
慢速PWM模式时，用来控制外部恒流源（见图6）。
7．复位电路
复位电路如图10所示，它使LM3647在上电后保持稳定，要求R21及C4满足。
（R21×C4）＞5倍电源的上升时间一般R21取15kΩ，C4取10μF。VD2的作用是提供停电后C4的放电回路。为了LM3647的安全，SYSOK端与RESET端连接。
8.工作状态指示
工作状态指示电路参见图13。由LED1～LED3及蜂鸣器BL作充电器工作状态指示。镍镉、镍氢电池的状态指示如表4所示，锂-离子电池的工作状态指示如表5所示。
9．温度检测电路
为防止充电时电池温升速度过快或温度超过规定要求，采用图11的测温电路。R5为3kΩNTC热敏电阻，β=3988。输入TEMP端的电压有如下的要求：镍镉、镍氢电池时上限为3.15V；锂-离子电池时上限为3.0V，下限为0.5V，启动限为2.2V。当不采用测温电路时，TEMP端必须接0.5～2.2V电压（可接电阻分压器，见图12）。
10．SEL1～SEL4的接法
1）SEL1的接法
SEL1不同的接法确定了不同的充电特性。此端可接V\(_{CC}\)、GND或悬空。当充电器已构成充镍镉、镍氢电池时，此端确定是否充电前先放电或者是否用维护充电方式充电。当充电器已构成充锂-离子电池时，此端确定在维护充电方式时如何工作。
2）SEL2的接法
此端接V\(_{CC}\)时为充镍氢电池；接GND时充镍镉电池；悬空时充锂-离子电池。
3）SEL3的接法
它根据充电器硬件来选择，可接V\(_{CC}\)或GND。当充镍镉、镍氢电池时，此端确定了是快速PWM（接VCC），并且有电流反馈，或者确定了慢速PWM（接GND），用它来控制外部电流源。当充锂-离子电池时，此端确定了最大电压为4.1V（此端接GND）或4.2V（此端接V\(_{CC}\)）。
4）SEL4的接法
SEL4与外接RC网络连接，确定充电时间，此RC网络也连接到LED1上（见应用电路图12）。
典型应用电路
图12是一种充镍镉或镍氢电池的充电器电路，图13是一种充锂-离子电池的充电器电路。图14是可充3种电池的PWM滤波电路、电池充电电路、电流检测电路及电流浪涌保护电路（它需与以上两种电路配合使用）。
编者按：需进一步了解LM3647技术细节及供货信息的读者，请与NS公司在北京的代理棋港电子科技有限公司联系，电话：（010）62535538／39，联系人：程思维。（方佩敏）