Akku-Lade-Controller ALC 100 - Batimex

Bau- und Bedienungsanleitung
Akku-Lade-Controller
Technischer Kundendienst
Für Fragen und Auskünfte stehen Ihnen unsere qualifizierten technischen
Mitarbeiter gerne zur Verfügung.
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Reparaturservice
ALC 100
Für Geräte, die aus ELV-Bausätzen hergestellt wurden, bieten wir unseren
Kunden einen Reparaturservice an. Selbstverständlich wird Ihr Gerät so
kostengünstig wie möglich instand gesetzt. Im Sinne einer schnellen Abwicklung
führen wir die Reparatur sofort durch, wenn die Reparaturkosten
den halben Komplettbausatzpreis nicht überschreiten. Sollte der Defekt
größer sein, erhalten Sie zunächst einen unverbindlichen Kostenvoranschlag.
Bitte senden Sie Ihr Gerät an:
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Version 2.4,
Stand: April 2010
1

2
Akku-Lade-Controller ALC 100
Bei diesem universell einsetzbaren Lademodul ist die gesamte Elektronik inklusive
hinterleuchtetem LC-Display auf einer einzigen Leiterplatte mit den
Abmessungen 170 x 82 mm untergebracht. Umfangreiche Programmfunktionen
ermöglichen das Laden und Entladen von Einzelzellen und Akkupacks.
Allgemeines
Akkus und Akkupacks sind die Grundvoraussetzung
für viele Geräte und deshalb
in allen Bereichen des täglichen Lebens zu
finden. Um eine möglichst lange Lebensdauer
der teilweise recht teuren Energiespender
zu erreichen, ist eine entsprechende
Pflege erforderlich, da Über ladung und
Tiefentladung einen besonders schädigenden
Einfluss haben.
Häufig gehört zum Lieferumfang von
vielen mobilen Geräten aus Kostengründen
nicht unbedingt ein gutes Ladegerät.
Auch im Modellbaubereich wird durch
ungeeignete Lademethoden oft nicht die
maximal mögliche Lebensdauer der recht
teuren Akkus und Akkupacks erreicht. Die
Investition in ein gutes Ladegerät macht
sich daher meist schnell bezahlt.
Die hier vorgestellte Ladeschaltung ist
besonders auf die Anwender zugeschnitten,
die Wert auf eine gute Ladetechnik legen,
jedoch nicht das Geld für ein komplettes
mikroprozessorgesteuertes Ladegerät mit
Gehäuse investieren möchten.
Das Modul kann recht einfach in eine
bestehende Anwendung oder in ein vorhandenes
Gehäuse eingebaut werden, da
inklusive Endstufe und Display alle Komponenten
auf einer einzigen Leiterplatte
untergebracht sind. Zum Betrieb wird nur
noch eine unstabilisierte Gleichspannung
von 16 V bis 24 V benötigt.
Das Lademodul verfügt über einen
Lade- und Entladekanal und basiert auf der
Technologie der ELV ALC-Geräteserie.
Zur Verringerung der Verlustleistung ist
der Ladezweig mit einem PWM-Schaltregler
ausgestattet. Die Überwachung der zum
jeweiligen Akkutyp gehörenden Ladekurve
erfolgt mit 14 Bit Genauigkeit, und die
besonders wichtige Ladeenderkennung
wird dabei nach der bewährten Methode
der negativen Spannungsdifferenz am Ende
der Ladekurve durchgeführt.
Bei NC-Akkus erfolgt die Beendigung
des Ladevorgangs bei einem -ΔU von 0,5 %
und bei NiMH-Akkus bei einem -ΔU von
0,25 %. Damit Übergangswiderstände an
den Anschlussklemmen und Messleitungen
das Messergebnis nicht negativ beeinflussen,
erfolgt die Messung der Akkuspannung
grundsätzlich im stromlosen Zustand. Eine
Pre-Peak-Erkennung verhindert das vorzeitige
Abschalten bei überlagerten oder
tiefentladenen Akkus.
Ein Kühlkörper zur Abfuhr der Verlustwärme
wird direkt an der Leiterplatte
be festigt, wobei eine Temperaturüberwachung
das Modul in jeder Situation vor
Überlastung schützt.
Trotz der umfangreichen Funktionen
macht das komfortable Bedienkonzept mit
grafischer Anzeige der jeweils ausgewählten
Funktion eine Bedienungsanleitung
im Grunde genommen überflüssig. Auf
dem großen hinterleuchteten LC-Display
werden die Akkuspannung, der Lade- bzw.
Entladestrom und die eingeladene oder
entladene Kapazität gleichzeitig dargestellt.
Des Weiteren erfolgt die Anzeige von Statusinformationen
auf dem großen Display.
Technische Daten: ALC 100
Lade-/Entladestrom: einstellbar bis 3 A
Ladbare Akkutypen: ........... NC, NiMH
Ladespannung: .....................max. 24 V
max. Zellenanzahl: ........................... 14
Versorgungsspannung:
je nach Zellenanzahl 16–24 V DC
Anzeigen: hinterleuchtetes Multifunktionsdisplay
mit Grafiksymbolen und
gleichzeitiger Anzeige von Akkuspannung,
Ladestrom und Kapazität
Ladeenderkennung:
negative Spannungsdifferenz (-ΔU)
Abm. Platine: ...................170 x 82 mm

Die Hinterleuchtung wird automatisch
5 Minuten nach der letzten Tastenbetätigung
deaktiviert.
Bedienung und Funktion
Die Bedienung des Moduls orientiert
sich an dem bewährten Bedienkonzept des
ELV ALC 7000 Expert, da auch weitestgehend
identische Funktionen und Ladeprogramme
zur Verfügung stehen.
Sowohl der Ladestrom als auch der Entladestrom
sind in 100 Stufen von 0 bis 3 A
einstellbar, wobei der Mikrocontroller
grundsätzlich die Einstellung wählt, die
am nächsten an der Sollwert-Vorgabe
liegt. Für die Berechnung der eingeladenen
bzw. entnommenen Akkukapazität
wird der tatsäch lich gemessene Stromwert
herangezogen.
Nach dem Einschalten des Moduls (Betriebsspannung
anlegen) erfolgt zunächst
eine kurze Initialisierungsphase, in der auf
dem Display alle zur Verfügung stehenden
Segmente aktiviert werden. Nach dem Seg-
menttest übernimmt das Gerät die zuletzt
genutzte und abgespeicherte Gerätekonfiguration
wieder, da die letzten Daten in
einem ferroelektrischen EEPROM abgespeichert
sind. Bei Spannungsausfall wird
grundsätzlich die zuletzt ausgeführte Funktion
automatisch wieder neu gestartet.
Eingabe der Akkudaten
Sobald ein Akku oder Akkupack am
Lademodul angeschlossen ist, erkennt der
Mikrocontroller das und zeigt die zugehörige
Akkuspannung auf dem Display an.
Aus Sicherheitsgründen ist ein Start des
Ladevorgangs erst möglich, wenn mit der
„Eingabe“-Taste die aktuell ausgewählten
Akkudaten abgefragt und angezeigt
werden.
Zur Eingabe der Akkudaten ist die Taste
„Eingabe“ kurz zu betätigen. Auf dem Display
wird die aktuell aktivierte Akku-Technologie
(NC oder NH für NiMH) angezeigt,
wobei eine Änderung mit den Pfeiltasten
(„↑“ und „↓“) möglich ist. Die Übernahme
erfolgt dann durch eine kurze Betätigung
der „Eingabe“-Taste. Nach einer kurzen
weiteren Betätigung der Taste „Eingabe“
wird das Gerät in den Eingabemodus für
die Akku-Nennkapazität umgeschaltet. Auf
dem Display ist dann nur noch die zuletzt für
diesen Kanal programmierte Nennkapazität
mit dem „Funktions“-Symbol zu sehen. Im
Bereich der Akku-Nennkapazität erstreckt
sich der zulässige Einstellbereich von 0,01
Ah bis 99,99 Ah.
Mit den Cursor-Tasten ist der eingestellte
Wert dann auf folgende Weise
veränderbar:
Nach Betätigung der „←“-Taste blinkt
zunächst die niederwertigste rechte Stelle
der Kapazitätsanzeige. Mit Hilfe der Pfeiltasten
„↑“ und Spannung „↓“ erfolgt nun die Einstellung
des Zahlenwertes für dieses Digit.
V
Danach wird mit der „←“-Taste auf die
nächste Stelle Strom (2. von rechts) umgeschal-
Ttet,
die daraufhin blinkt.
E
mA
Nach der Zifferneinstellung
mit den Tasten „↓“ und „↑“
S
Kapazität
Twird
dann zur nächsten Stelle weitergestellt,
NC/NiMH bis die Nennkapazitätseingabe mAh abgeschlossen
ist. Zum Korrigieren des gerade
eingestellten Kapazitätswertes ist die Taste
„←“ so oft zu betätigen, bis die zu ändernde
Stelle blinkt, und mit den Tasten
„↓“ und „↑“ wird der neue Zahlenwert
eingestellt.
Au ffrischen Spannung
Abgeschlossen wird die Nennkapazitäts-
Eingabe mit einer kurzen VBetätigung
der
„Eingabe“-Taste.
Strom
Das Programm schaltet
dann mit einer weiteren Betätigung der
„Eingabe“-Taste auf den mA nächsten Menüpunkt
zur Vorgabe Kapazität der Akku-Nennspannung
weiter.
In den NC/NiMH meisten Fällen mAh ist hier überhaupt
keine Eingabe erforderlich, da der Prozessor
den Spannungswert anhand der am
angeschlossenen Akku gemessenen Spannung
automatisch ermittelt. Korrekturen
sind nur dann erforderlich, wenn der Prozessor
den Wert aufgrund von zu großen
Spannung
Spannungsabweichungen, z. B. bei einem
Entladen
tiefentladenen Akku, nicht richtig V ermitteln
kann.
Strom
Mit den Cursor-Tasten „↓“ und „↑“ ist
die Spannungsvorgabe in mA 1,2-V-Schritten
veränderbar. Kapazität Nach einer erneuten, kurzen
Betätigung der „Eingabe“-Taste wird die
eingestellte NC/NiMHAkku-Nennspannung
mAh übernommen
und das Gerät springt in den Betriebsmode
zur Lade-/Entladestrom-Vorgabe.
Stromvorgabe
Die Programmierung des Lade- und Entladestromes
erfolgt analog zu der Nennkapazitätseinstellung
mit den Cursor-Tas-ten.
Wir beginnen dabei mit dem Ladestrom,
wobei auf dem Display „Stromvorgabe“
und der Zahlenwert des zuletzt für diesen
Kanal programmierten Ladestromes
abzulesen ist. Änderungen sind auch hier
mit den Cursor-Tasten „←“, „↑“ und „↓“
vorzunehmen und mit der „Eingabe“-Taste
zu übernehmen.
Mit einer weiteren Betätigung der
„Eingabe“-Taste ist dann die Vorgabe des
Entladestromes möglich. Neben „Stromvorgabe“
und dem Zahlenwert erscheint
zusätzlich auf dem Display „Entladen“.
Nach Einstellung des Zahlenwertes in der
gleichen Weise wie beim Ladestrom wird
mit der „Eingabe“-Taste die komplette
Eingabe der Akkudaten abgeschlossen.
Bei allen Eingaben kehrt die Anzeige
automatisch in die Ausgangsdarstellung
zurück, wenn länger als 15 Sek. keine Taste
betätigt wird.
Programme zur Akku-Pflege Spannung
V
Das Lademodul verfügt über umfangreiche
Funktionen und Ladeprogramme, Strom die
eine umfassende Akku-Pflege erlauben.
mA
Die Auswahl der gewünschten Funktion
Kapazität
erfolgt mit Hilfe der Taste „Funktion“.
Auch hier schaltet NC/NiMH jeder Tastendruck mAh zur
nächsten Funktion weiter, wobei die Anzeige
mit eindeutigen grafischen Symbolen
im Display erfolgt.
Laden
Bild 1: Laden
NC/NiMH
Spannung
Strom
V
mA
Kapazität
mAh
In dieser Funktion führt das Gerät eine
Ladung des angeschlossenen Akkus gemäß
der eingestellten Werte durch. Vor Lade-
Spannung
beginn ist keine Entladung erforderlich,
trotzdem wird der Akku unabhängig Vvon
einer eventuell vorhandenen
Strom
Restladung
auf 100 % seiner tatsächlichen Kapazität
aufgeladen. Neue Akkus können dabei mAzum
Teil mehr als die angegebene Kapazität Nennkapazität
speichern, während ältere Akkus diese nicht
mehr erreichen. NC/NiMH
mAh
Nach Eingabe der Akkudaten und
Auswahl der Funktion „Laden“ wird der
Ladevorgang mit der „Start/Stopp“-Taste
aktiviert. Solange der angeschlossene
Akku geladen wird, leuchtet die Lade-
Kontroll-LED.
Die eingeladene Kapazität wird im Display
ständig aufaddiert, so dass genau zu erkennen
ist, wie viel Energie bereits im Akku
eingeladen wurde. Üblicherweise liegt
der Ladefaktor bei 1,1 bis 1,4, d. h. es muss
1,1- bis 1,4-mal so viel Ah eingeladen werden,
wie später entnommen werden kann.
Wenn der Akku bzw. das Akkupack seine
maximal speicherbare Kapazität erreicht
hat, zeigt das Display „VOLL“, und die
grüne Kontroll-LED blinkt als Zeichen der
Erhaltungsladung. Nun erfolgt eine zeitlich
unbegrenzte Impuls-Erhaltungsladung,
um durch Selbstentladung entstandene
Ladeverluste wieder auszugleichen. So
darf der Akku für unbegrenzte Zeit am
eingeschalteten Lademodul angeschlossen
bleiben.
Entladen
Ausgehend vom Lademode wird durch
einmaliges Betätigen der Taste „Funktion“
auf Entladen umgeschaltet. Diese Funktion
3

T
E
S
T
Bau- und Bedienungsanleitung
Bild 2: Entladen
4
NC/NiMH
Spannung
Spannung V
Strom V
Strom mA
Kapazität
mA
Kapazität mAh
wird durch einen aus dem Spannung Akku weisenden
Pfeil im Display symbolisiert. Nach
Betätigen der „Start/Stopp“-Taste erfolgt V
eine Entladung bis zur Strom jeweiligen Entladeschluss-Spannung
von 1 V je Zelle mit
dem programmierten Entladestrom. mADen
Abschluss des Entladevorgangs Kapazität kennzeichnet
das Blinken der grünen LED und die
NC/NiMH
Anzeige „Entladen“ im Display. Die
mAh
aus
dem Akku entnommene Kapazität ist direkt
auf dem Display abzulesen.
Entladen/Laden Spannung
T
NC/NiMHE
S
T
Spannung V
Strom
V
mA Strom
Kapazität
mA
Kapazität mAh
NC/NiMH
Bild 3: Entladen/Laden
mAh
Diese Funktion wird im Display durch
Au ffrischen Spannung
einen Lade- und Entladepfeil grafisch dargestellt.
Sobald die Starttaste V betätigt wird,
beginnt zuerst der Entladevorgang zur Vor-
Strom
entladung des angeschlossenen Akkus.
Wenn der Akku die Entladeschluss-Span-
mA
nung von 1 V
Kapazität
je Zelle erreicht hat, startet
automatisch der Ladevorgang mit dem programmierten
NC/NiMH Ladestrom. mAh Durch eine regelmäßige
Vorentladung kann bei NC-Akkus
zuverlässig der Memory-Effekt verhindert
werden. Den Abschluss des Ladevorgangs
bildet wieder die Funktion der Impuls-Erhaltungsladung.
Test
NC/NiMH
Entladen
NC/NiMH mAh
NC/NiMH
mAh
Entladen
NC/NiMH
Spannung
Strom
V
Spannung
mA
Strom
Kapazität
V
mA
mAh
Kapazität
NC/NiMH
mAh
mAh
Bild 4: Test
Die Funktion „Test“ dient zur Messung
Au ffrischen Spannung
Spannung
V
V
NC/NiMH
mAh
der Akkukapazität. Üblicherweise wird die
Spannung
Messung der Akkukapazität unter Nenn-
Au ffrischen Spannung
bedingungen durchgeführt, da die aus einem
Akku entnehmbare Energiemenge Strom unter
anderem auch vom jeweiligen Entladestrom
V
Strom
V
abhängt. Oft gilt bei NC-Zellen die Kapazi- mA
mA
tätsangabe bei einem Ladestrom, der Kapazität 20 %
der Nennkapazitätsangabe (C/5) entspricht.
NC/NiMH
Ein 1-Ah-Akku wäre dann z. B. mit einem mAh
NC/NiMH
Kapazität
mAh
Strom von 200 mA zu entladen.
Um die Kapazität zu ermitteln, wird der
Akku zuerst vollständig aufgeladen. Dar -
an schließt sich die Entladung unter den
zuvor eingestellten Nennbedingungen an,
bei fortlaufender Messung bis zur Entladeschluss-Spannung.
Den Abschluss dieser Funktion bildet
das Aufladen des Akkus mit automatischem
Übergang auf Impuls-Erhaltungsladung.
Dieser Zustand wird durch das „VOLL“-
Symbol im Display angezeigt.
Zyklen/Regenerieren
Spannung
Bild 6: Auffrischen
Akkuspannung vorhanden ist oder nicht. Es
erfolgt dann eine definierte Entladung bis
zur Entladeschluss-Spannung. Akkus, bei
denen überhaupt keine Ladung Spannung festzustellen
ist, werden zuerst Entladenmit
Stromimpulsen
V
beaufschlagt, um einen eventuellen Feinschluss
zu beseitigen. Strom Im Display wird
rechts „Puls“ angezeigt und links mA oben
werden die Stromimpulse hoch gezählt.
Kapazität
Danach führt das Lademodul automatisch
zwei Lade-Entlade-Zyklen NC/NiMH durch. mAh
Der erste Zyklus wird dabei mit einem
Strom durchgeführt, der 10 % der
Nennkapazitätsvorgabe entspricht. Da die
Strom
V
Ladekurve eines derart vorgeschädigten
Akkus oft nicht mehr den typischen Verlauf
aufweist, ist beim ersten Ladezyklus
mA
Kapazität
die -ΔU-Erkennung abgeschaltet. Da nun
eine timerge steuerte Ladung erfolgt, ist die
richtige Nennkapazitätsvorgabe wichtig.
NC/NiMH
mAh
Der danach folgende Ladezyklus wird
mit dem programmierten Ladestrom durch-
Bild 5: Zyklen
geführt, wobei die -ΔU-Erkennung wieder
aktiviert ist.
Akkus, die über einen längeren Zeitraum Nach Abschluss des Auffrisch-Vor-
nicht genutzt wurden, sind meistens nicht ganges wird auf dem Display „VOLL“
in der Lage, die volle Kapazität zur Ver- angezeigt und der Akku mit der Impuls-
Spannung
fügung zu stellen. Die Funktion „Zyk-len“ Erhaltungsladung ständig im voll geladenen
dient nun in erster Linie zur Belebung Vvon
Zustand gehalten.
derartigen Akkus. Das Programm führt
Strom
automatisch so lange den Lade-Entlade- Anzeige der programmierten Ein-
Zyklus mit dem vorgegebenen Lade- mAund
stellungen und der eingeladenen
Entladestrom durch, bis keine Kapazi- und entnommenen Kapazität
Kapazität
tätssteigerung mehr festzustellen ist. Die
Anzahl der durchlaufenen NC/NiMH Ladezyklen mAh Sämtliche programmierten Einstellun-
wird auf dem Display oberhalb des Akkugen sind jederzeit, auch während des norsymbols
angezeigt, wobei die maximale malen Betriebes, durch einen Druck auf die
Anzahl der Lade-Entlade-Zyklen auf 10 Pfeiltaste „←“ abzufragen. Das Display zeigt
begrenzt ist. Nach Ablauf des Programms dann den Akkutyp, die Ladestrom-Vorgabe
wird die maximale Kapazität auf dem und die Nennkapazität an. Zur Anzeige der
Display angezeigt, und die danach auto- Akku-Nennspannung und der Entladestrommatisch
startende Impuls-Erhaltungsladung
Spannung Vorgabe ist eine weitere kurze Betätigung
gleicht Ladeverluste durch Selbstentladung der „←“-Taste erforderlich. Eine dritte Be-
V
selbsttätig aus.
Spannung tätigung der Pfeiltaste führt dann zur An-
Strom
zeige der eingeladenen Kapazität, und eine
Auffrischen
V
mA
vierte Betätigung der Pfeiltaste zeigt nach
Diese Funktion des ALC 100 ist in Strom erster Beendigung des Bearbeitungsvorgangs die
Kapazität
Linie für schadhafte Akkus vorgesehen, die entnommene Kapazität an. Bei der Funk-
nach Durchlaufen dieses Programms meis- mA
NC/NiMH
mAh tion Zyklen werden bis zu 10 eingeladene
tens wieder für eine weitere Verwendung Kapazität und entladene Kapazitätswerte gespeichert,
zur Verfügung stehen. Tiefentladene und die bei der jeweiligen Anzeige mit den
NC/NiMH
mAh
überlagerte Akkus sowie Akkus, die einen Tasten „↑” und „↓” abzufragen sind.
Zellenschluss aufweisen, sind danach meist Durch eine weitere Betätigung ist dann die
wieder nutzbar.
Rückkehr in den normalen Anzeigemodus
Zuerst überprüft das Programm, ob eine möglich.

D1
R1
33R
ST6
Lüfter
ST5
R8
2K7
SAX1
SAA965
LTL-96RG
D2
R2
33R
D21
C6
LTL-96RG
D3
R3
33R
D20
D7
100n
SMD
Schaltung
Display-Hinterleuchtung
R49
100R
T6
LTL-96RG
+UB1
D4
R4
33R
ZPD12V
LTL-96RG
D5
R5
33R
C40 + C39
LM385/2V5
R13
10K
10u
25V
-UB
R50
1K
Die Schaltung des ALC-100-Lademoduls
ist in die beiden Teilschaltbilder Mikroprozessor-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 Ladekanals
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 Steueraufgaben
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 Portanschlüssen
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
LTL-96RG
D6
R6
33R
100n
SMD
T1
LTL-96RG
BC848C
1N4001/SMD
BSR52
IC2
+5V
11
A0
10
A1
9
A2
U-Mess
I Entl.
I Laden
R10
R11
R12
R52
R9
180K
180K
180K
180K
180K
13
0
14
1
15
2
12
3
1
4
5
5
2
6
4
7
3
I/O
6
/EN
7
VEE
Temp.
Endstufe
CD4051
100K
R55
R56
10K
D19
10K
R7
3mm,rund,gruen
270R
R51
+5V
IC1
LC-Display
COM0
COM1
COM2
COM3
COM4
COM5
COM6
COM7
SEG0
SEG1
SEG2
SEG3
SEG4
SEG5
SEG6
SEG7
SEG8
SEG9
SEG10
SEG11
SEG12
SEG13
SEG14
SEG15
LC-Display
13 14 15 16 20 19 18 17 4 5 6 7 8 9 10 11 12 3 2 1 32 31 29 30
34
35
36
37
38
39
40
41
5
4
3
2
P0.0
P0.1
P0.2
P0.3
P1.0
P1.1
P1.2
P1.3
P2.0
P2.1
P2.2
11
12
13
14
23
24
25
26
27
28
29
1
100
99
98
97
96
95
94
93
92
91
90
89
88
87
86
85
84
83
82
81
80
79
78
77
76
75
74
73
72
71
70
69
68
67
66
COM0
COM1
COM2
COM3
COM4
COM5
COM6
COM7
SEG0
SEG1
SEG2
SEG3
SEG4
SEG5
SEG6
SEG7
SEG8
SEG9
SEG10
SEG11
SEG12
SEG13
SEG14
SEG15
SEG16
SEG17
SEG18
SEG19
SEG20
SEG21
SEG22
SEG23
SEG24
SEG25
SEG26
SEG27
SEG28
SEG29
SEG30
SEG31
SEG32
SEG33
SEG34
SEG35
SEG36
SEG37
SEG38
SEG39
T2
R15
10K
Laden
Entl.
P3.0
P3.1
P3.2
P3.3
P4.0
P4.1
P4.2
P4.3
P5.0
P5.1
P5.2
P5.3
P6.0
P6.1
P6.2
P6.3
30
31
32
33
R16
10K
P7.1
P7.2
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
TA1 TA2
TA3
TA4
+5V
LCD1
15
IC1
TA5
Genauigkeit erforderlich. Der hier eingesetzte
Dual-Slope-Wandler erreicht eine
Auflösung von 14 Bit. Die Grundelemente
dieses trotz kostengünstigen Aufbaus
sehr genauen Wandlers sind der als invertierender
Integrator geschaltete Operationsverstärker
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 erforderliche
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 Messspannungen
werden über R 10 und R 11 zugeführt.
P7.0
KS57C21516
TA6
16
P7.3
C1
8
IC3
FM24C04
4
C2
100n
SMD
16
IC2
CD4051
8
C3
100n
SMD
P8.0
P8.1
P8.2
P8.3
P9.0
P9.1
P9.2
P9.3
VLC1
VLC2
VLC3
VLC4
VLC5
P8.0
P8.1
P8.2
10
9
8
7
6
C8 C9 C10 C11
100n
SMD
4
IC5
TLC274
11
C4
-UB
19
TEST
18
17
21
20
C12
22
RESET
Xin
Xout
XTout
XTin
Q1
100n
SMD
4.194304
MHz
+
C5
ELV 04409
100n
SMD
C13
16
IC4 EN 6
Analog/Digital 7
100n 100n 100n 100n
SMD SMD SMD SMD
22p
SMD
22p
SMD
470n
SMD
IC5
6
7
B
5
TLC274
+5V
IC3
1
5 2
SDA
6 3
SCL
7
FM24C04
IC4
1 10
A
2 15
CD4053
IC4
12 14
13 11
C
CD4053
IC4
9 3
B
4 5
CD4053
+
R14
47R
C7
BC848C
270n
-
IC5
10
+
+
C
+
8
9
-
AD-Wandler TLC274
EEPROM
+5V
+5V
C15
100u
16V
Spannungs-Inverter
+5V
D9
-UB
D8
C16
BAT43
BAT43
100u + 16V
Bild 7: Mikroprozessor-Steuereinheit des Lademoduls ALC 100
Eingabe
Funktion
Start/Stopp
Mikrocontroller
CD4053 8
C14
22K
R17
+5V
PRG1
Vpp
VDD
SDAT
SCLK
Reset
Vss
Der Temperatursensor SAX 1 überwacht am
Kühlkörper die Endstufentemperatur.
Ein ferroelektrisches EEPROM (IC 3)
ist über die I 2 C-Bus-Leitungen SCL und
SDA mit Port 3.0 und Port 3.1 des Mikroprozessors
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 Akkukapazitäten
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 Beleuchtung
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 Kondensatoren
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 (-UB) von
ca. 3 V – 4 V wird mit Hilfe der in IC 4
inte grierten CMOS-Schalter C 15, C 16,
5

5
C6 D7
+
+
Bau- und Bedienungsanleitung
SAX1
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 Rechtecksignal
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 Gleichrichtung
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 Transistors
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 (Abbildung
8) besteht aus einem PWM-Stepdown-Wandler
im Ladezweig und einem
Linearregler im Entladezweig.
6
Temp.
Endstufe
SAA965
ST1
4AT
16V-24VDC
ST2
+UB
8
IC7
X9C103
4
15
IC9
SG3524A
8
I Laden
I Entl.
P8.0
P8.1
P8.2
+5V
100n
SMD
SI1
+UB1
C24
100n
SMD
C25
180K
100n
SMD
LM385/2V5
R13
10K
D10
SM4001
8
IC8
TLC272
4
Elektronisches
Poti
IC7
1
INC VH
3
7
5
CS VW
2
6
U/D VL
X9C103
7 VEE
CD4051
100K
R55
-4.5V
C17 + C18
R18
2K7
1m
40V
R19
100K
IN
100n
SMD
C27
10p/SMD
6
-
IC6
7805
R21
10K
270n
IC5
B
7
+
10
IC5
R15
10K
TLC274
C 8
+
9
-
AD-Wandler TLC274
OUT
GND
C19 C20 +
100n
SMD
C28
10n
SMD
IC8
2
3
A
1
+
-
+
TLC272
7
+
R24
100K
IC8
B
TLC272
47u
63V
6
-
5
+
+5V
R23
1K
R30
220R
R54
1K
R25
100K
Laden
Entl.
R26
2K2
C29
D14
+5V
R16
10K
R31
4K7
R32
4K7
100p
SMD
D15
LL4148
IC5
IC3
5
SDA
6
SCL
12
+
14 D
+
13
-
TLC274
FM24C04
Ladespannung D22
Ladetransistor Speicherdrossel
T3
R57
33K
C26
100n
SMD
-4.5V -4.5V
+5V
R56
10K
R53
27K
R22
10K
max.
Ladestrom
Istwert
Sollwert
R20
100K
+UB
R27
150K
R28
10K
D24
SM4001
C34
10p
SMD
1N5400
C30
LL4148
R29
47K
C35
10p
SMD
1
2
3
7
C21
R33
3K3
1n
SMD
100n
SMD
R34
1K2
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
C31
22n
SMD
R42
47K
SG3524A
R36
47K
C32
1n
SMD
Betrachten wir zuerst den im oberen
Bereich des Schaltbildes eingezeichneten
Ladekanal, wo das bekannte PWM-Schaltregler
IC SG 3524 zum Einsatz kommt.
Dieses IC erzeugt eine interne Referenzspannung
von 5 V, die an Pin 16 zur Verfügung
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 Ladestrom,
dessen proportionale Spannung an IC
5, Pin 14 verstärkt zur Verfügung steht.
Der nicht invertierende Verstärker IC 5 D
nimmt eine Verstärkung des stromproportionalen
Spannungsabfalls am Shunt-Widerstand
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 Operationsverstärker
IC 8 B. Im Entladebetrieb,
wo am Shunt-Widerstand ein Spannungsabfall
mit umgekehrter Polarität auftritt,
nimmt dieser OP dann die erforderliche
Signalinvertierung vor.
Der Regler IC 9 vergleicht ständig die
Eingangsgrößen Sollwert und Istwert miteinander
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-
R41
Eingabe
EEPROM
R43
3K9
D11
2K5
Funktion
+5V
BZW06-10B
R35
220R
C36
Start/Stop
max.
Entladestrom
22p
SMD
P8.0
P8.1
P8.2
SPP15P10P
D12
C33
R44
10M
C37
+5V
D13
BZW06-58B
100n
SMD
R37
3K3
SB360
10n
SMD
IC5
2
3
A
1
+
-
+
TLC274
Entladeregler
22p
SMD
+5V
C38
IC4
IC4
1
2
A
10
15
9
B
4
3
5
+5V
CD4053
IC4
12 14
C15
CD4053
D9 -4.5V
13 11
C
100u
16V
CD4053
Spannungs-Inverter
D8
C16
BAT43
100u + 16V
L1
40uH/3,15A
C22
Shunt
R38
40m
R45
1K
R46
47K
R58
4K7
LL4148
C23 +
100n
SMD
+5V
D16 D17
LL4148
+
+Akku
R39
120K
2m2
40V
R40
10K
D18
BC337-40
T4
R47
470R
BD249C
U-Mess
+5V +Akku
ST3
ST4
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-Spannung
am Leistungs-FET. Bei durchgeschaltetem
Transistor T 3 fließt der Ladestrom
über die Speicherdrossel L 1 und die Sicherung
SI 2 zum Ausgang (Akku) und über
den Shunt-Widerstand R 38 zurück.
Aufgrund der in L 1 gespeicherten Energie
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 Tastverhältnis
abhängigen Ausgangsstroms.
Zur schnellen Maximalstrombegrenzung
wird die am Shunt-Widerstand (R 38)
abfallende Spannung über den Spannungsteiler
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-Störunterdrückung.
Der Elko C 20 puffert die stabilisierte
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-
SM4001
SI2
4AT
R48
T5
+Akku
-Akku
Laden
Entl.
100m BAT43
Ferritkern

Ansicht der fertig bestückten Platine des ALC 100 von der Oberseite (SMD) mit zugehörigem Bestückungsplan
schaltung realisiert. Auch hier erfolgt die
Sollwert-Vorgabe mit Hilfe des elektronischen
Potis IC 7, gesteuert vom Mikrocontroller.
Über den Spannungsteiler R 41 bis R 43
wird der Sollwert direkt dem nicht invertierenden
Eingang des mit IC 5 A aufgebauten
Reglers zugeführt. R 41 dient dabei zum
Abgleich des maximalen Entladestroms.
Die Freigabe des Entladekanals erfolgt
durch ein High-Signal an der Katode von
D 17. Bei Freigabe steuert der OP-Aus-
7

Bau- und Bedienungsanleitung
gang über R 45 den Emitterfolger T 4 und
dieser wiederum den Entladetransistor T 5.
Am (Shunt-)Widerstand R 48 entsteht
ein entladestromabhängiger Spannungsab-
8
ELV04409
Ansicht der fertig bestückten Platine des ALC 100 von der Unterseite mit zugehörigem Bestückungsplan
fall, der über R 46 auf den invertierenden
Eingang von IC 5 A gegeben wird. Der Re-
gelkreis ist damit geschlossen. Die Regeleigenschaften
werden in ers ter Linie von
C 38 bestimmt, und C 36, C 37 dienen zur
HF-Störunterdrückung an den OP-Eingängen.
Damit der Regler unabhängig vom
Offset des OPs immer sicher auf Null ge-

Bild 9: Ansicht der Platine des ALC 100
mit stehendem Kühlkörper
fahren werden kann, wird der invertierende
Eingang über R 44 leicht vorgespannt.
Nachbau
Nun kommen wir zum praktischen
Aufbau, wobei sowohl konventionelle
bedrahtete Bauelemente als auch SMD-
Komponenten für die Oberflächenmontage
zum Einsatz kommen. Dadurch konnten
trotz des großen Funktionsumfangs alle
Komponenten auf einer einzigen Platine
mit den Abmessungen 170 x 82 mm untergebracht
werden.
Die Leiterplatte ist für den Einbau in
vorhandene Gehäuse konzipiert und ermöglicht,
je nach Platzverhältnissen, unterschiedliche
Montagepositionen (stehend
oder liegend) für den Kühlkörper.
Um sich mit den erforderlichen Arbeiten
vertraut zu machen, ist es empfehlenswert,
zuerst die hier vorliegende Nachbauanleitung
komplett durchzulesen.
Bauelemente für Oberflächenmontage
von Hand zu verarbeiten, ist kein Problem,
setzt jedoch entsprechend Löterfahrung
voraus. Da die Verarbeitung des Mikrocontrollers
von Hand, aufgrund eines sehr geringen
Pin-Abstandes (0,5 mm), schwierig
ist, sollte besonders bei diesem, als Erstes
zu bestückendem Bauteil entsprechende
Löterfahrung vorhanden sein.
Wichtige Hilfsmittel, die zur Verfügung
stehen sollten, sind ein Lötkolben mit sehr
feiner Lötspitze, dünnes SMD-Lötzinn, eine
Pinzette und eine Lupe oder Lupenleuchte.
Auf jeden Fall ist Entlöt-Sauglitze zum
Entfernen von überschüssigem Lötzinn
zu empfehlen.
Beim Prozessor wird zuerst ein Lötpad
der Leiterplatte (vorzugsweise an einer
Gehäuseecke) vorverzinnt, dann das Bauteil
exakt mit der Pinzette positioniert und am
vorverzinnten Lötpad angelötet.
Wenn alle Anschlüsse exakt auf den
zugehörigen Lötpads aufliegen, wird das
komplette IC verlötet. Überschüssiges
Lötzinn bzw. Kurzschlüsse zwischen be-
Stückliste: Universal-Lademodul mit Display ALC 100
Widerstände:
7 cm Manganindraht, 0,659 Ω/m ....R38
0,1 Ω/1 W .................................... R48
33 Ω/SMD ...............................R1–R6
47 Ω/SMD ................................... R14
100 Ω/2 W ................................... R49
220 Ω/SMD ................................. R30
220 Ω, Metallfilm ........................ R35
270 Ω/SMD ................................. R51
470 Ω/SMD ................................. R47
1 kΩ/SMD ......... R23, R45, R50, R54
1,2 kΩ .......................................... R34
2,2 kΩ/SMD ................................ R26
2,7 kΩ/SMD ..........................R8, R18
3,3 kΩ/SMD ........................R33, R37
3,9 kΩ/SMD ................................ R43
4,7 kΩ/SMD ...............R31, R32, R58
10 kΩ/SMD ....... R7, R 13, R15, R16,
R21, R28, R40, R56
22 kΩ/SMD ................................. R17
27 kΩ/SMD ................................. R53
33 kΩ/SMD ................................ R 57
47 kΩ/SMD ....... R29, R36, R42, R46
100 kΩ/SMD .............R19, R20, R24,
R25, R55
120 kΩ/SMD ............................... R39
150 kΩ/SMD ............................... R27
180 kΩ/SMD ................R9–R12, R52
10 MΩ/SMD ................................ R44
PT10, liegend, 2,5 kΩ .................. R41
PT10, liegend, 10 kΩ ................... R22
Kondensatoren:
10 pF/SMD .................C27, C34, C35
22 pF/SMD ........ C12, C13, C36, C37
100 pF/SMD ................................ C29
1 nF/SMD ............................C30, C32
10 nF/SMD ..........................C28, C38
22 nF/SMD .................................. C31
100 nF/SMD ............C1–C6, C8–C11,
C18, C19, C21, C22,
C24–C26, C33, C39
270 nF/100 V ................................. C7
470 nF/SMD ................................ C14
10 µF/25 V ................................... C40
47 µF/63 V ................................... C20
100 µF/16 V .........................C15, C16
1000 µF/40 V ............................... C17
2200 µF/40 V ............................... C23
Halbleiter:
ELV04409 .....................................IC1
CD4051/SMD ...............................IC2
FM24C04/SMD ............................IC3
CD4053/SMD ...............................IC4
TLC274C/SMD ............................IC5
7805 ..............................................IC6
X9C103-P .....................................IC7
TLC272/SMD ...............................IC8
SG3524/SMD ...............................IC9
BC848C ................................... T1, T2
nachbarten Pins sind einfach mit Entlöt-
Sauglitze zu entfernen.
SPP15P10P (BUZ272) ....................T3
BC337-40 ........................................T4
BD249C ..........................................T5
BSR52 .............................................T6
LM385-2,5 V ................................. D7
BAT43/SMD ........................... D8, D9
SM4001/SMD ............ D10, D18, D21
BZW06-10B ................................ D11
BZW06-58B ................................ D12
SB360 .......................................... D13
1N5400 ........................................ D22
LL4148 ............................... D14–D17
ZPY12/1,3 W ............................... D20
Side-Looking-Lamp, grün ...... D1–D6
LED, 3 mm, grün ......................... D19
LC-Display ...............................LCD1
Sonstiges:
Quarz, 4,194304 MHz, HC49U4 ... Q1
Speicherdrossel, 40 µH/3,15 A .......L1
Temperatursensor, KTY81-121
(SAA965) ...............................SAX1
Sicherung, 4 A, träge ............ SI1, S12
Platinensicherungshalter
(2 Hälften), print .................SI1, SI2
Mini-Drucktaster, B3F-4050,
1 x ein ..............................TA1–TA6
Tastkappe, 10 mm, grau ......TA1–TA6
2 Leitgummis
2 Isolierbuchsen, TO-220
1 Glimmerscheibe, TOP-66
1 Glimmerscheibe, TO-3P
3 Zylinderkopfschrauben,
M3 x 6 mm
1 Zylinderkopfschraube,
M3 x 8 mm
1 Mutter M3
2 Zylinderkopfschrauben, M3 x 20 mm
6 Knippingschrauben, 2,0 x 6 mm
1 Kabelbinder, 90 mm (108 °C)
1 Kühlkörper SK185, bearbeitet
1 LCD-Grundrahmen
1 LCD-Rahmen
1 Display-Beleuchtungsplatte, bedruckt
1 Diffusorfolie
1 Reflektorfolie
1 Tube Wärmeleitpaste
1 Isolierplatte, 66 x 48,4 x 0,5 mm
1 Zylinder-Ferrit-Ringkern,
14,3 (6,4) x 20 mm
4 cm Schrumpfschlauch 24 mm, 3:1
2 cm Schrumpfschlauch 1/16"
2 cm Schrumpfschlauch 1/16"
6 cm Gewebeisolierschlauch, ø 2 mm
10 cm isolierte Leitung 0,22 mm 2
100 cm isolierte Leitung, 1-adrig,
rot, 0,75 mm 2
100 cm isolierte Leitung, 1-adrig,
schwarz, 0,75 mm 2
6 cm Schaltdraht, blank
Die weiteren Bestückungsarbeiten wer-
den mit den SMD-ICs an der Platinen-
9

Bau- und Bedienungsanleitung
Bild 10: Fädelung der Ausgangsleitung
durch den Ferritkern
oberseite fortgesetzt. Grundsätzlich wird
auch hierbei für jedes Bauteil ein Lötpad der
Leiterplatte vorverzinnt, dann das entsprechende
IC exakt mit der Pinzette positioniert
und am vorverzinnten Lötpad angelötet. Bei
den ICs ist zur Orientierung der Einbaulage
die Pin 1 zugeordnete Gehäuseseite leicht
angeschrägt oder Pin 1 ist durch eine
Punktmarkierung gekennzeichnet.
Sobald die ICs polaritätsrichtig mit
allen Pins auf den vorgesehenen Lötpads
aufliegen, erfolgt das vollständige Verlöten.
Sollte es beim Lötvorgang zu Kurzschlüssen
zwischen den Anschlusspins kommen,
ist das überschüssige Lötzinn auch hier
am einfachsten mit Entlöt-Sauglitze zu
ent fernen.
Nach dem Verlöten der ICs erfolgt eine
grundsätzliche Überprüfung mit einer Lupe
oder einer Lupenleuchte.
Die SMD-Widerstände sind die nächsten
zu verarbeitenden Komponenten.
Auch hier wird grundsätzlich zuerst ein
Lötpad der Leiterplatte vorverzinnt. Bei
den Widerständen ist der Widerstandswert
immer direkt auf dem Gehäuse des Bauteils
aufgedruckt, wobei die letzte Ziffer die
Anzahl der Nullen angibt.
Nach dem Anlöten am vorverzinnten
Lötpad ist jeweils der zweite Anschluss
sorgfältig festzusetzen.
Im Gegensatz zu den Widerständen ist
bei den SMD-Kondensatoren kein Gehäuseaufdruck
vorhanden. Da hierdurch eine
hohe Verwechslungsgefahr besteht, ist
es sinnvoll, diese Bauteile erst direkt vor
der Verarbeitung aus der Verpackung zu
nehmen.
Bei den als Nächstes zu verarbeitenden
SMD-Dioden ist grundsätzlich die Katodenseite
(Pfeilspitze) durch einen Ring
gekennzeichnet.
Nach den SMD-Komponenten erfolgt die
Montage des großen hinterleuchteten LC-
Displays. Dazu wird zuerst der Halterahmen
für das Display bis zum Einrasten auf die
Platine gesetzt. Die 6 Side-Looking-Lamps
sind so einzulöten, dass jeweils die Bauelementeunterseiten
plan auf den Halterahmen
aufliegen.
Es folgen die Leitgummistreifen, die in
die vorgesehenen Schlitze des Halterah-
10
mens zu positionieren sind.
Dann wird in der Mitte des Halterahmens
ein Stück weißes Papier als Reflektorfolie
gelegt, gefolgt von der Reflektorscheibe,
die mit der Bedruckung (Punktraster) nach
unten einzusetzen ist.
Oben auf die Reflektorscheibe kommt
die weiße Diffuserfolie und darauf das Display.
Dabei ist zu beachten, dass die kleine
seitliche Glasmarkierung des Displays nach
links weist. Zum Abschluss der Display-
Montagearbeiten wird der Displayrahmen
aufgesetzt und mit den 6 zugehörigen
Schrauben fest verschraubt.
Die als Nächstes einzulötenden 6 Printtaster
müssen plan auf der Leiterplatte
aufliegen. Beim Lötvorgang ist eine zu
große Hitzeeinwirkung auf das Bauteil
zu vermeiden. Gleich nach dem Einlöten
werden die zugehörigen Tastkappen stramm
aufgepresst.
Das einzige IC im DIL-Gehäuse an der
Platinenoberseite ist das elektronische
Poti IC 7. Beim Einbau ist unbedingt die
korrekte Polarität zu beachten, die an einer
Gehäusekerbe an der Pin 1 zugeordneten
Gehäuseseite zu erkennen ist. Die Einbaulage
muss dann mit dem Symbol im
Bestückungsdruck übereinstimmen.
Der Spannungsregler IC 6 wird in liegender
Position (siehe Platinenfoto) auf die
Platine geschraubt und angelötet.
An der Platinenoberseite sind die einzigen
nun noch fehlenden bedrahteten
Bauelemente die Transilschutzdioden D 11
und D 12, der Widerstand R 34 sowie die
LED D 19. Diese als Nächstes zu bestückenden
Bauteile werden entsprechend
dem Rastermaß und Bestückungsdruck
einge lötet. Im Anschluss hieran sind an
der Platinenunterseite die überstehenden
Drahtenden direkt oberhalb der Lötstellen
abzuschneiden.
Nun wenden wir uns der Platinenunterseite
zu, wo die weiteren bedrahteten
Bauelemente bestückt werden. Hierbei
beginnen wir mit den beiden Einstelltrimmern
R 22 und R 41, die plan auf der
Platinenoberfläche aufliegen müssen. Beim
Lötvorgang ist eine zu große Hitzeeinwirkung
auf die Trimmer zu vermeiden.
Danach sind die Kleinsignaltransistoren
T 4, T 6 und die Referenzdiode D 7 an
der Reihe. Bei diesen Bauteilen sind die
Anschlüsse so weit wie möglich durch die
zugehörigen Platinenbohrungen zu führen
und festzulöten. Wie bei allen nachfolgend
zu bestückenden bedrahteten Bauteilen
sind die an der Displayseite überstehenden
Drahtenden direkt oberhalb der Lötstellen
abzuschneiden.
Danach werden die bedrahtete Z-Diode
D 20, der Widerstand R 35, die Schottky-
Diode D 13 und die Diode D 22 bestückt.
Auch bei diesen Dioden ist die Katodenseite
grundsätzlich durch einen Ring gekenn-
zeichnet.
Der Quarz Q 1 und der Widerstand R 48
werden mit ca. 1 mm Platinenabstand eingelötet.
R 49 wird stehend bestückt.
Die Platinensicherungshalter sind gleich
nach dem Einlöten mit den zugehörigen
Glas-Feinsicherungen zu bestücken.
Danach kommen wir zur Speicherdrossel
L 1, deren Anschlüsse zuerst durch
die entsprechenden Platinenbohrungen
zu führen sind. Nachdem das Bauteil mit
einem hitzebeständigen Kabelbinder auf
der Platine befestigt wurde, werden die
Anschlüsse verlötet.
Besonders wichtig ist die korrekte Polarität
bei den Elektrolyt-Kondensatoren, die
nun einzulöten sind. Falsch gepolte Elkos
können sogar explodieren. Üblicherweise
sind Elektrolyt-Kondensatoren am Minuspol
gekennzeichnet.
Der 40-mΩ-Stromshunt R 38 wird aus
einem Manganindrahtabschnitt von 70 mm
Länge hergestellt. Bei einem Widerstandswert
von 0,659 Ω/m muss nach dem
Einlöten 61 mm wirksame Länge bleiben.
Zur Isolation ist der Widerstandsdraht mit
einem hitzebeständigen Isolierschlauch zu
überziehen.
Je nach vorhandenem Gehäuse kann der
Kühlkörper stehend (Abbildung 9) oder
liegend montiert werden, wobei immer
zwischen Kühlkörper und Leiterplatte
eine Isolierplatte erforderlich ist (siehe
Platinenfotos).
Abhängig von der Montageposition des
Kühlkörpers ist auch die Montage der Endstufentransistoren
T 3 und T 5 sowie des
Temperatursensors SAX 1 . Beide Montagemöglichkeiten
sind auf den Platinen fotos
zu sehen, wobei die Transistoren eine isolierte
Montage gegenüber dem Kühlkörper
benötigen (Isolierplatte, Glimmerscheiben
und Isolierbuchsen verwenden).
Zur Verringerung des Wärmewiderstandes
zwischen dem jeweiligen Transistorgehäuse
und dem Kühlkörper sind
die Glimmerscheiben beidseitig mit etwas
Wärmeleitpaste dünn zu bestreichen.
Jeweils mittels einer Isolierbuchse und
einer Schraube M3 x 6 mm werden die
Transistoren am Kühlkörper angeschraubt.
Bei stehendem Kühlkörper sind die Transistoranschlüsse
mit Schaltdrahtabschnitten
zu verlängern.
Wie bereits erwähnt, ist auch die Montage
des Endstufen-Temperatursensors von
der Montageart des Kühlkörpers abhängig.
Bei liegendem Kühlkörper sind die
Anschlüsse des Sensors so abzuwinkeln,
dass die flache Seite des Temperatursen-
sors gegen den Kühlkörper presst. Der
Sensor ist danach mit Silikon oder einem
anderen temperaturbeständigen Klebstoff
am Kühlkörper zu befestigen. Bei stehender
Kühlkörpermontage sind die Anschlüsse
des Sensors ca. 3 mm hinter dem Gehäuse-

austritt abzuschneiden und zur Verlängerung
5 cm lange, einadrig isolierte
Leitungen anzulöten. Die Befestigung des
Sensors am Kühlkörper erfolgt auch in diesem
Fall mit einem temperaturbeständigen
Klebstoff wie z. B. Silikon.
Die Anschlussleitungen für die Ladespannung
(ST 1, ST 2) und die Leitungen
zum Akku bzw. Akku-Pack (ST 3, ST 4)
werden auf ca. 5 mm Länge abisoliert,
vorverzinnt und dann durch die zugehörigen
Platinenbohrungen geführt. Nach dem
sorgfältigen Verlöten sind auch hier die
überstehenden Drahtenden direkt oberhalb
der Lötstellen abzuschneiden.
Die Ausgangsleitung ist, wie in Abbildung
10 dargestellt, zur HF-Störabblockung
durch einen Ferritkern zu fädeln.
Dabei sollte die Leitungslänge zwischen
dem Ferritkern und der Leiterplatte ca. 5 cm
betragen. Alsdann wird ein 35 mm langer
Schrumpfschlauchabschnitt über den Ferritkern
gezogen und verschrumpft.
Nach einer sorgfältigen Überprüfung
hinsichtlich Löt- und Bestückungsfehlern
kann die erste Inbetriebnahme und der
Abgleich erfolgen.
Abgleich
Damit das Lademodul die Strom- und
Spannungswerte korrekt messen kann, ist
vor der ersten Inbetriebnahme der Abgleich
durchzuführen. Beim Anlegen der Betriebsspannung
führt das ALC 100 einen kurzen
Segmenttest durch, gefolgt von der Anzeige
der Software-Version.
Da beim ersten Anlegen der Betriebsspannung
noch keine Kalibrier-Parameter
im nichtflüchtigen Speicher (EEPROM)
abgelegt sind, wird automatisch der Kalibriermode
aufgerufen, wo im ersten Schritt
der Spannungs-Nullabgleich erfolgt.
In der oberen Zeile wird „U“ für die
Spannung und in der mittleren Zeile „0,00“
angezeigt.
Nach dem Kurzschließen der Ausgangsleitungen
(ST 3, ST 4) ist die Taste „Start/
Stopp“ zu betätigen, worauf in der mittleren
Zeile des Displays „12.00“ angezeigt wird.
Am Ausgang (ST 3, ST 4) ist nun eine Spannung
von genau 12 V anzulegen und erneut
die „Start/Stopp“-Taste zu betätigen.
Jetzt wird in der oberen Zeile des
Displays „I“ sowie in der mittleren Zeile
„0.000 A“ angezeigt. Nach dem Trennen
von allen Verbindungen vom Ausgang,
wird mit einem Druck auf die Taste „Start/
Stopp“ der Nullpunkt der Strommessung
ausgemessen und abgespeichert.
Danach erscheint in der oberen Zeile des
Displays „IL“ für den Ladestrom und in der
mittleren Zeile „2.400 A“. Zum Abgleich
des Ladestroms ist nun am Ausgang (ST
3, ST 4) ein Akku bzw. Akku-Pack mit
in Reihe geschaltetem Amperemeter an-
zuschließen. Der Akku sollte mindestens
einen Ladestrom von 2.400 A verkraften
können. Gestartet wird der Ladevorgang
erst durch eine weitere kurze Betätigung
der „Start/Stopp“-Taste, worauf die Ladekontroll-LED
leuchtet und auf dem Amperemeter
der aktuell fließende Ladestrom
angezeigt wird. Mit Hilfe des Trimmers
R 22 ist nun der Abgleich des Ladestroms
auf 2.400 A vorzunehmen und wieder die
„Start/Stopp“-Taste zu betätigen.
Die Lade-/Entlade-Kontroll-LED erlischt,
und in der oberen Zeile des Displays
erscheint „IE“ für den Entladestrom. Um
jetzt den Entladevorgang zu starten, ist
erneut die „Start/Stopp“-Taste zu betätigen.
Der auf dem Amperemeter angezeigte Entladestrom
ist mit R 41 auf genau 2.400 A
einzustellen und ein letztes Mal die „Start/
Stopp“-Taste zu betätigen.
Der Abgleich des ALC 100 ist nun vollständig
abgeschlossen (Anzeige „End“ im
Display) und alle Abgleichdaten sind im
nichtflüchtigen Speicher (EEPROM)
abgelegt.
Der Betriebsmode des ALC 100 wird
automatisch aktiviert, und dem bestimmungsmäßigen
Einsatz steht nun nichts
mehr entgegen.
Ein Neuabgleich ist jederzeit möglich.
Dazu sind die Tasten „·“ und „Eingabe“
gedrückt zu halten, dann ist die Betriebsspannung
anzulegen.
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Entsorgungshinweis
Gerät nicht im Hausmüll entsorgen!
Elektronische Geräte sind entsprechend der Richtlinie über Elektro- und Elektronik-
Altgeräte über die örtlichen Sammelstellen für Elektronik-Altgeräte zu entsorgen!
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