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Display-Hinterleuchtung
D1
D2
D3
D4
D5
D6
+UB1
T1
BC848C
ST6
+
D20
C40
C39
Lüfter
ZPD12V
10u
100n
25V
SMD
ST5
D21
R50
T6
1K
1N4001/SMD
BSR52
IC2
+5V
11
A0
10
A1
9
A2
13
0
14
R9
1
3
15
U-Mess
180K
2
I/O
R10
12
I Entl.
180K
3
R11
1
I Laden
180K
4
R12
6
5
180K
5
/EN
2
6
R52
4
7
180K
VEE
7
CD4051
Temp.
Endstufe
100K
R55
C6
D7
100n
SMD
-U
B
Bild 7: Mikroprozessor-Steuereinheit des Lademoduls ALC 100
Schaltung
Die Schaltung des ALC-100-Lademo-
duls ist in die beiden Teilschaltbilder Mi-
kroprozessor-Steuereinheit und Analogteil
aufgeteilt. Während der Digitalteil in ers ter
Linie den zentralen Mikrocontroller mit
Display und den genauen Dual-Slope-AD-
Wandler beinhaltet, sind im Analogteil der
PWM-Step-down-Schaltregler des Ladeka-
nals und der als Linearregler ausgeführte
Entladekanal dargestellt.
Mikroprozessor-Steuereinheit
Die detaillierte Schaltungsbeschreibung
beginnen wir mit der Mikroprozessor-
Steuereinheit in Abbildung 7. Zentrales
Bauelement ist dabei der Single-Chip-
Mikrocontroller (IC 1), der alle Steuerauf-
gaben innerhalb des Moduls übernimmt
und direkt die Anzeige der Daten auf dem
Display vornimmt.
Das Display verfügt über insgesamt acht
COM-Leitungen und 16 Segmentleitungen
und ist direkt mit den entsprechenden Portan-
schlüssen des Mikrocontrollers verbunden.
Das Gleiche trifft auch auf die insgesamt 6
Bedientaster des Lademoduls zu. Da der
Controller über interne Pull-up-Widerstände
verfügt, ist in diesem Bereich keine weitere
externe Beschaltung erforderlich.
Beim Lademodul sind vorwiegend
analoge Messwerte zu verarbeiten. Daher
ist ein A/D-Wandler mit entsprechender
LC-Display
+5V
D19
13 14 15 16
20
19
18
17
4 5 6 7 8 9 10 11 12
T2
C7
R14
BC848C
47R
270n
IC5
6
-
IC5
7
+
B
10
5
+
+
C
8
+
TLC274
9
-
AD-Wandler
TLC274
Genauigkeit erforderlich. Der hier einge-
setzte Dual-Slope-Wandler erreicht eine
Auflösung von 14 Bit. Die Grundelemente
dieses trotz kostengünstigen Aufbaus
sehr genauen Wandlers sind der als inver-
tierender Integrator geschaltete Operati-
onsverstärker IC 5 B und der Komparator
IC 5 C. Grundvoraussetzung bei diesem
2-Rampen-Wandler ist, dass die Mess-
und Referenzspannung entgegengesetzte
Vorzeichen haben.
Die eigentliche Messwert-Abfrage sowie
die Messung der Referenzspannung von -
2,5 V erfolgt über den 8fach-Analogschalter
IC 2 im Multiplexverfahren. Von Pin 3
gelangen die Messspannungen dann auf
den Integratoreingang. Die Auswahl des
Messeingangs erfolgt über Port 4.0 bis 4.2
und Port 5.0 des Prozessors.
Der nachgeschaltete Komparator (IC 5 C)
schaltet um, wenn die Ausgangsspannung
des Integrators wieder im Ruhezustand ist.
T 2 erzeugt dann eine Spannungsflanke an
Port 1.0 des Mikrocontrollers IC 1.
Mit D 7 wird die für die Wandlung er-
forderliche Referenzspannung von -2,5 V
generiert. Die Referenzspannung wird dann
über den Integrationswiderstand R 52, Pin 1
des Multiplexers IC 2 zugeführt. Eine zur
Akkuspannung proportionale Spannung
gelangt über den Integrationswiderstand
R 9 zum Multiplexer des integrierenden
AD-Wandlers, und zum Ladestrom bzw.
Entladestrom proportionale Messspannun-
gen werden über R 10 und R 11 zugeführt.
+5V
LCD1
15
IC1
KS57C21516
16
C1
3
2
1
32
31
29 30
100n
SMD
Mikrocontroller
TA1
TA2
TA3
TA4
TA5
TA6
+5V
IC3
1
5
2
SDA
6
3
SCL
7
EEPROM
FM24C04
8
16
4
IC3
IC2
IC5
FM24C04
CD4051
TLC274
4
8
11
C2
C3
C4
C5
100n
100n
100n
100n
SMD
SMD
SMD
SMD
-U
B
Q1
4.194304
C8
C9
C10
C11
C12
C13
MHz
100n
100n
100n
100n
22p
22p
SMD
SMD
SMD
SMD
SMD
SMD
IC4
1
10
9
A
+5V
2
15
4
CD4053
IC4
C15
+5V
12
14
D8
13
11
C
100u
16V
CD4053
Spannungs-Inverter
Der Temperatursensor SAX 1 überwacht am
Kühlkörper die Endstufentemperatur.
Ein ferroelektrisches EEPROM (IC 3)
ist über die I
C-Bus-Leitungen SCL und
2
SDA mit Port 3.0 und Port 3.1 des Mi-
kroprozessors verbunden. Das EEPROM
dient zum Backup der Bedienelemente und
zum Speichern der letzten Daten bei einem
Spannungsausfall. Des Weiteren werden bei
normalem Betrieb die gemessenen Akku-
kapazitäten hier gespeichert. Die zuletzt
gespeicherten Daten bleiben bei einem
Netzausfall selbst über Jahre erhalten.
Die LED-Hinterleuchtung des LC-
Displays erfolgt mit sechs Side-Looking-
Lamps (D 1 bis D 6). Jedes Anzeigeelement
enthält dabei zwei in Reihe geschaltete
Leuchtdioden. Aktiviert wird die Beleuch-
tung mit Hilfe des Transistors T 1, der
wiederum von Port 7.2 des Mikrocontrollers
gesteuert wird.
Der Mikrocontroller arbeitet mit einem
Takt von 4,19 MHz. Dazu ist der an Pin 17
und Pin 18 extern zugängliche Oszillator
mit einem Quarz (Q 1) und den Konden-
satoren C 12 und C 13 beschaltet.
Während der Programmieradapter
PRG 1 ausschließlich in der Produktion
zur Programmierung des Mikrocontrollers
benötigt wird, sorgt der Kondensator C 14
für einen definierten Reset des Controllers
beim Anlegen der Versorgungsspannung.
Eine negative Hilfsspannung (-U
ca. 3 V – 4 V wird mit Hilfe der in IC 4
inte grierten CMOS-Schalter C 15, C 16,
16
IC4
6
EN
7
Analog/Digital
8
CD4053
+5V
PRG1
Vpp
VDD
SDAT
SCLK
Reset
Vss
C14
470n
SMD
IC4
3
B
+5V
5
CD4053
D9
-U
B
C16
BAT43
+
100u
BAT43
16V
) von
B
5
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