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180K
VEE
7
CD4051
Temp.
100K
Endstufe
R55
Bau- und Bedienungsanleitung
C6
D7
100n
SMD
-4.5V
Ladespannung
+UB1
D10
ST1
SI1
IN
4AT
SM4001
16V-24VDC
C17
+
C18
1m
100n
40V
SMD
ST2
+5V
8
8
IC7
IC8
X9C103
TLC272
4
4
C27
100n
100n
SMD
SMD
10p/SMD
+UB
-4.5V -4.5V
15
IC9
SG3524A
8
100n
SMD
I Laden
R57
R22
33K
10K
+5V
max.
Ladestrom
I Entl.
Elektronisches
Poti
IC7
1
3
VH
P8.0
INC
7
5
P8.1
CS
VW
2
6
P8.2
U/D
VL
X9C103
Bild 8: Analogteil des Lademoduls ALC 100, bestehend aus Lade- und Entladekanal
D 8 und D 9 erzeugt. Die CMOS-Schalter
erhalten am Steuereingang ein Rechteck-
signal von Port 0.3, wodurch der positive
Anschluss von C 15 wechselweise auf
+5 V und Massepotential gelegt wird. D 8
klemmt das Signal in der Ladephase von
C 15 auf Masse und nach der Gleichrich-
tung mit D 9 steht am Pufferelko C 16 die
negative Hilfsspannung zur Verfügung.
Optional besteht die Möglichkeit, das
Lademodul mit einem Lüfter auszustatten,
der dann an ST 5 und ST 6 anzuschließen
ist. Gesteuert wird der Lüfter von Port 7.1
des Mikrocontrollers über den Transistor
T 6, wobei D 21 zum Schutz des Tran-
sistors vor Gegeninduktionsspannungen
dient. Der Vorwiderstand R 49 versorgt
den Lüfter mit Spannung, D 20 dient zur
Spannungsbegrenzung am Lüfter selbst,
und C 39, C 40 unterdrücken Störungen.
Wie oben rechts im Schaltbild zu sehen ist,
werden die integrierten Schaltkreise des
Digital teils mit +5 V versorgt. Lediglich
der Operationsverstärker IC 5 benötigt
an Pin 11 zusätzlich noch eine negative
Hilfsspannung. Die Kondensatoren C 1 bis
C 5 unterdrücken hochfrequente Störungen
direkt an den Versorgungspins der einzelnen
integrierten Schaltkreise.
Analogteil
Der Analogteil des ALC 100 (Abbil-
dung 8) besteht aus einem PWM-Step-
down-Wandler im Ladezweig und einem
Linearregler im Entladezweig.
6
270n
IC5
6
-
IC5
7
+
B
10
5
+
+
C
8
+
TLC274
9
-
AD-Wandler
TLC274
D24
+5V
+UB
IC6
OUT
7805
SM4001
GND
C20
+
C19
47u
100n
63V
SMD
R20
100K
C28
10n
C29
SMD
IC8
100p
2
-
SMD
R23
1
+
1K
A
3
+
TLC272
D14
Istwert
+5V
R24
100K
IC8
R25
6
14
-
100K
+
7
+
B
5
+
TLC274
TLC272
C34
Sollwert
Betrachten wir zuerst den im oberen
Bereich des Schaltbildes eingezeichneten
Ladekanal, wo das bekannte PWM-Schalt-
regler IC SG 3524 zum Einsatz kommt.
Dieses IC erzeugt eine interne Referenz-
spannung von 5 V, die an Pin 16 zur Verfü-
gung steht und den Spannungsteiler R 31,
R 32 am nicht invertierenden Eingang des
integrierten Fehlerverstärkers speist.
Der Istwert kommt über den Widerstand R
23 vom Ausgang des Operationsverstärkers
IC 8 A, der abhängig ist von der Sollwert-
Vorgabe des Mikrocontrollers (über das
elektronische Poti IC 7) und vom Lade-
strom, dessen proportionale Spannung an IC
5, Pin 14 verstärkt zur Verfügung steht.
Der nicht invertierende Verstärker IC 5 D
nimmt eine Verstärkung des strompropor-
tionalen Spannungsabfalls am Shunt-Wi-
derstand R 38 um den Faktor 16 vor. Das
Ausgangssignal gelangt dann zum einen
direkt zum AD-Wandler und zum anderen
auf den als Inverter geschalteten Operati-
onsverstärker IC 8 B. Im Entladebetrieb,
wo am Shunt-Widerstand ein Spannungs-
abfall mit umgekehrter Polarität auftritt,
nimmt dieser OP dann die erforderliche
Signalinvertierung vor.
Der Regler IC 9 vergleicht ständig die
Eingangsgrößen Sollwert und Istwert mit-
einander und steuert über seinen an Pin 9
mit einer R/C-Kombination beschalteten
Ausgang den internen Komparator. Über
das Puls-Pausen-Verhältnis am Ausgang
wird letztendlich der P-Kanal-Leistungs-
IC3
1
5
2
SDA
6
3
SCL
7
EEPROM
FM24C04
Ladetransistor
Speicherdrossel
D22
T3
1N5400
C21
100n
SMD
PWM-
Laderegler
IC9
1
16
IN -
VREF
2
14
IN +
E2
3
13
OSC
C2
4
12
CL +
C1
5
11
CL -
E1
6
10
RT
SD
7
9
CT
COMP
SG3524A
D15
C30
C31
C32
C33
1n
22n
SMD
SMD
1n
SMD
+5V
R44
10M
IC5
12
+
D
max.
Entladestrom
13
-
C35
C36
C37
10p
10p
22p
SMD
SMD
SMD
IC4
1
10
9
A
+5V
2
15
4
CD4053
CD4053
IC4
C15
+5V
12
14
D8
13
11
C
100u
16V
CD4053
Spannungs-Inverter
L1
+Akku
SI2
40uH/3,15A
4AT
+
C23
C22
100n
2m2
SMD
40V
U-Mess
Shunt
R38
40m
+5V
R37
3K3
100n
SMD
+5V
+Akku
C38
D16 D17
D18
10n
SMD
IC5
2
-
R45
1
+
1K
T4
A
3
+
BC337-40
T5
TLC274
Entladeregler
R46
BD249C
47K
22p
SMD
FET T 3 gesteuert.
Der Spannungsteiler R 34, R 35 in Ver-
bindung mit der Schutzdiode D 11 sorgt für
eine Begrenzung der Drain-Source-Span-
nung am Leistungs-FET. Bei durchgeschal-
tetem Transistor T 3 fließt der Ladestrom
über die Speicherdrossel L 1 und die Siche-
rung SI 2 zum Ausgang (Akku) und über
den Shunt-Widerstand R 38 zurück.
Aufgrund der in L 1 gespeicherten Ener-
gie bleibt der Stromfluss bei gesperrtem
Transistor über die Schottky-Diode D 13
aufrechterhalten. Der Elko C 23 dient am
Ausgang zur Glättung des direkt vom Tast-
verhältnis abhängigen Ausgangsstroms.
Zur schnellen Maximalstrombegrenzung
wird die am Shunt-Widerstand (R 38)
abfallende Spannung über den Spannungs-
teiler R 30, R 54 auf die in IC 9 integrierte
Strombegrenzerschaltung gegeben.
Die Taktfrequenz des Schaltreglers be-
stimmen R 33 an Pin 6 und C 31 an Pin 7.
Die Betriebs- und Ladespannung des
Lademoduls wird an ST 1 zugeführt und
gelangt über die Sicherung SI 1 und D
22 direkt zur Endstufe und über D 10 auf
den Eingang des Spannungsreglers IC 6.
C 17 dient in diesem Zusammenhang zur
Pufferung und C 18, C 19 zur HF-Störun-
terdrückung. Der Elko C 20 puffert die sta-
bilisierte Ausgangsspannung von 5 V und
verhindert gleichzeitig Schwingneigungen
am Ausgang des Festspannungsreglers.
Die Entlade-Endstufe ist recht einfach
und mit IC5A, T 4, T 5 und externer Be-
IC4
3
B
+5V
5
D9
-4.5V
C16
BAT43
+
100u
BAT43
16V
ST3
+Akku
Ferritkern
-Akku
ST4
Laden
Entl.
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