Принцип работы зарядного устройства для аккумуляторов шуруповертов

Конструкция зарядного устройства от шуруповёрта

Принцип работы зарядного устройства для аккумуляторов шуруповертов

Реальная практика ремонта электроники

Без сомнений, электроинструмент значительно облегчает наш труд, а также сокращает время рутинных операций. В ходу сейчас и всевозможные шуруповёрты с автономным питанием.

Рассмотрим устройство, принципиальную схему и ремонт зарядного устройства для аккумуляторов от шуруповёрта фирмы “Интерскол”.

Для начала взглянем на принципиальную схему. Она срисована с реальной печатной платы зарядного устройства.

Печатная плата зарядного устройства (CDQ-F06K1).

Силовая часть зарядного устройства состоит из силового трансформатора GS-1415. Мощность его около 25-26 Ватт. Считал по упрощённой формуле, о которой уже говорил здесь.

Пониженное переменное напряжение 18V со вторичной обмотки трансформатора поступает на диодный мост через плавкий предохранитель FU1. Диодный мост состоит из 4 диодов VD1-VD4 типа 1N5408. Каждый из диодов 1N5408 выдерживает прямой ток 3 ампера. Электролитический конденсатор C1 сглаживает пульсации напряжения после диодного моста.

Основа схемы управления – микросхема HCF4060BE, которая является 14-разрядным счётчиком с элементами для задающего генератора. Она управляет биполярным транзистором структуры p-n-p S9012. Транзистор нагружен на электромагнитное реле S3-12A. На микросхеме U1 реализован своеобразный таймер, который включает реле на заданное время заряда – около 60 минут.

При включении зарядника в сеть и подключении аккумулятора контакты реле JDQK1 разомкнуты.

Микросхема HCF4060BE запитывается от стабилитрона VD6 – 1N4742A (12V). Стабилитрон ограничивает напряжение с сетевого выпрямителя до уровня 12 вольт, так как на его выходе около 24 вольт.

Если взглянуть на схему, то не трудно заметить, что до нажатия кнопки “Пуск” микросхема U1 HCF4060BE обесточена – отключена от источника питания. При нажатии кнопки “Пуск” напряжение питания от выпрямителя поступает на стабилитрон 1N4742A через резистор R6.

Далее пониженное и стабилизированное напряжение поступает на 16 вывод микросхемы U1. Микросхема начинает работать, а также открывается транзистор S9012, которым она управляет.

Напряжение питания через открытый транзистор S9012 поступает на обмотку электромагнитного реле JDQK1. Контакты реле замыкаются, и на аккумулятор поступает напряжение питания. Начинается заряд аккумулятора. Диод VD8 (1N4007) шунтирует реле и защищает транзистор S9012 от скачка обратного напряжения, которое образуется при обесточивании обмотки реле.

Диод VD5 (1N5408) защищает аккумулятор от разряда, если вдруг будет отключено сетевое питание.

Что будет после того, когда контакты кнопки “Пуск” разомкнутся? По схеме видно, что при замкнутых контактах электромагнитного реле плюсовое напряжение через диод VD7 (1N4007) поступает на стабилитрон VD6 через гасящий резистор R6. В результате микросхема U1 остаётся подключенной к источнику питания даже после того, как контакты кнопки будут разомкнуты.

Сменный аккумулятор

Сменный аккумулятор GB1 представляет собой блок, в котором последовательно соединено 12 никель-кадмиевых (Ni-Cd) элементов, каждый по 1,2 вольта.

На принципиальной схеме элементы сменного аккумулятора обведены пунктирной линией.

Суммарное напряжение такого составного аккумулятора составляет 14,4 вольт.

Также в блок аккумуляторов встроен датчик температуры. На схеме он обозначен как SA1. По принципу действия он похож на термовыключатели серии KSD. Маркировка термовыключателя JJD-45 2A. Конструктивно он закреплён на одном из Ni-Cd элементов и плотно прилегает к нему.

Один из выводов термодатчика соединён с минусовым выводом аккумуляторной батареи. Второй вывод подключен к отдельному, третьему разъёму.

Алгоритм работы схемы довольно прост

При включении в сеть 220V зарядное устройство ни как не проявляет свою работу. Индикаторы (зелёный и красный светодиоды) не светятся. При подключении сменного аккумулятора загорается зелёный светодиод, который свидетельствует о том, что зарядник готов к работе.

При нажатии кнопки “Пуск” электромагнитное реле замыкает свои контакты, и аккумулятор подключается к выходу сетевого выпрямителя, начинается процесс заряда аккумулятора. Загорается красный светодиод, а зелёный гаснет. По истечении 50 – 60 минут, реле размыкает цепь заряда аккумулятора. Загорается светодиод зелёного цвета, а красный гаснет. Зарядка завершена.

После зарядки напряжение на клеммах аккумулятора может достигать 16,8 вольт.

Такой алгоритм работы примитивен и со временем приводит к так называемому “эффекту памяти” у аккумулятора. То есть ёмкость аккумулятора снижается.

Если следовать правильному алгоритму заряда аккумулятора для начала каждый из его элементов нужно разрядить до 1 вольта. Т.е. блок из 12 аккумуляторов нужно разрядить до 12 вольт. В заряднике для шуруповёрта такой режим не реализован.

Вот зарядная характеристика одного Ni-Cd аккумуляторного элемента на 1,2V.

На графике показано, как во время заряда меняется температура элемента (temperature), напряжение на его выводах (voltage) и относительное давление (relative pressure).

Специализированные контроллеры заряда для Ni-Cd и Ni-MH аккумуляторов, как правило, работают по так называемому методу дельта -ΔV. На рисунке видно, что в конце зарядки элемента происходить уменьшение напряжения на небольшую величину – порядка 10mV (для Ni-Cd) и 4mV (для Ni-MH). По этому изменению напряжения контроллер и определяет, зарядился ли элемент.

Так же во время зарядки происходит контроль температуры элемента с помощью термодатчика. Тут же на графике видно, что температура зарядившегося элемента составляет около 450С.

Вернёмся к схеме зарядного устройства от шуруповёрта. Теперь понятно, что термовыключатель JDD-45 отслеживает температуру аккумуляторного блока и разрывает цепь заряда, когда температура достигнет где-то 450С.

Иногда такое происходит раньше того, как сработает таймер на микросхеме HCF4060BE. Такое происходит, когда емкость аккумулятора снизилась из-за “эффекта памяти”.

При этом полная зарядка такого аккумулятора происходит чуть быстрее, чем за 60 минут.

Как видим из схемотехники, алгоритм заряда не самый оптимальный и со временем приводит к потере электроёмкости аккумулятора. Поэтому для зарядки аккумулятора можно воспользоваться универсальным зарядным устройством, например, таким, как Turnigy Accucell 6.

Возможные неполадки зарядного устройства

Со временем из-за износа и влажности кнопка SK1 “Пуск” начинает плохо срабатывать, а иногда и вообще отказывает. Понятно, что при неисправности кнопки SK1 мы не сможем подать питание на микросхему U1 и запустить таймер.

Также может иметь место выход из строя стабилитрона VD6 (1N4742A) и микросхемы U1 (HCF4060BE). В таком случае при нажатии кнопки включение зарядки не происходит, индикация отсутствует.

В моей практике был случай, когда стабилитрон пробило, мультиметром он “звонился” как кусок провода. После его замены зарядка стала исправно работать. Для замены подойдёт любой стабилитрон на напряжение стабилизации 12V и мощностью 1 Ватт. Проверить стабилитрон на “пробой” можно также, как и обычный диод. О проверке диодов я уже рассказывал.

После ремонта нужно проверить работу устройства. Нажатием кнопки запускаем зарядку АКБ. Приблизительно через час зарядное устройство должно отключиться (засветится индикатор “Сеть” (зелёный). Вынимаем АКБ и делаем “контрольный” замер напряжения на её клеммах. АКБ должна быть заряженной.

Если же элементы печатной платы исправны и не вызывают подозрения, а включения режима заряда не происходит, то следует проверить термовыключатель SA1 (JDD-45 2A) в аккумуляторном блоке.

Схема достаточно примитивна и не вызывает проблем при диагностике неисправности и ремонте даже у начинающих радиолюбителей.

» Мастерская » Текущая страница

Также Вам будет интересно узнать:

Зарядники для шуруповерта: виды и типы зарядных

Принцип работы зарядного устройства для аккумуляторов шуруповертов

Нередко зарядное устройство для шуруповерта, прилагающееся к прибору, отличается низким качеством, поэтому через короткий период выходит из строя или же не заряжает быстро. Для устранения этой проблемы и продления срока эксплуатации шуруповерта можно приобрести зарядку с подходящими характеристиками или изготовить ее самостоятельно.

Виды зарядных устройств

На рынке представлено немало разновидностей зарядников для аккумуляторных шуруповертов, различающихся принципом работы, ценой и рядом других параметров. Выделяют 2 главные группы таких устройств: аналоговые и импульсные. Аналоговые оснащаются встроенным или внешним источником питания.

Аналоговые со встроенным блоком питания

Шуруповерт, имеющий встроенный АКБ, не способен работать продолжительный период. После разрядки аккумулятора для завершения работы требуется подключение прибора к сети.

Таким образом, этот шуруповерт является не намного мобильнее, чем сетевой. Такой прибор требует самого простого зарядного устройства, способного обеспечить достаточную нагрузку для поддержания батареи. Зарядку может обеспечить устройство, выдающее на выходе блока питания большее напряжение, чем имеющийся номинальный показатель АКБ.

Функционирование аналогового устройства, оснащенного встроенного блоком питания, не отличается сложностью. Зарядка работает как стабилизатор. Он функционирует по компенсационному принципу. Излишняя энергия может быть отведена за счет выделения тепла. Рассеивание тепла в устройстве обеспечивает медный радиатор, подсоединенный к микросхеме.

Встроенный в зарядку выходной трансформатор способен понижать поступающее с сети напряжение с 220 В до 20 В. Затем посредством диоксидного моста осуществляется выпрямление тока, который поступает в конденсатор, а затем стабилизатор КР 142ЕН. Здесь напряжение понижается до 12 вольт.

Дополнительно устанавливаются резисторы. Эти простые зарядники – дешевые, не оснащаются автоматикой, поэтому контролировать процесс и длительности зарядки аккумулятора должен пользователь. Часто они ломаются из-за перегрева.

Аналоговые с внешним блоком питания

Этот тип устройств также отличается простым строением. Оно представляет собой набор, включающий зарядник и сетевой блок питания. Зарядное устройство имеет следующие компоненты:

  • трансформатор;
  • диодный мост;
  • конденсатор;
  • выпрямитель.

Кстати, почитайте эту статью тоже:  Как реанимировать аккумулятор телефона

На выходе он обеспечивает 18 В. Управление устройством обеспечивается за счет небольшой платы контроллера, размер которой не превышает нескольких сантиметров. Такие приборы не включают систему, отводящую тепло. Это приводит к их быстрой поломке из-за перегрева. Недостатком зарядников с внешним блоком питания является необходимость продолжительного подключения к нему шуруповерта.

При использовании во время проведения небольших ремонтных работ достаточно поставить шуруповерт заряжаться на ночь. Полученного заряда китайскому шуруповерту хватит на 3-5 часов в зависимости от качества батареи, а более мощные приборы марки “Зубр” и других производителей смогут проработать не менее 1-2 часов.

Импульсные

Импульсные шуруповерты высоко ценятся профессионалами. Они мобильны и имеют высокую мощность, что облегчает выполнение любого объема работ. Часто оснащаются сразу 2 комплектами батарей. Импульсные зарядные устройства имеют особое строение. Они снабжены специфической системой управления, обеспечивающей зарядку аккумулятора всего за 1 час на 100%.

Импульсные шуруповерты считаются самыми совершенными из представленных на рынке. Они отличаются небольшими размерами, но при этом подают высокий ток до 25 В.

Оснащаются системой защиты, поэтому не перегреваются и не выходят из строя из-за перепадов напряжения. Наиболее частой причиной их поломки является механическое повреждение в результате падения и попадание влаги внутрь корпуса.

Единственным недостатком импульсных зарядок выступает их высокая цена.

Типы применяемых батарей

Наиболее часто в шуруповерты выполняется установка следующих видов аккумуляторных батарей:

  • никель-кадмиевые;
  • никель-металлогидридные;
  • литий-ионные.

Никель-кадмиевые АКБ не часто устанавливаются в шуруповертах. Они заряжаются в быстром режиме, их цена не высока. Такие аккумуляторы имеют высокую нагрузочную способность. К их положительным качествам также относится способность отдавать энергию даже при работе в условиях минусовой температуры.

К недостаткам никель-кадмиевых батарей относится высокая скорость саморазряда, а также токсичность. Перед первой зарядкой инструмента его следует разрядить на 100%. Перед применением шуруповерта проводится его зарядка. К недостаткам таких элементов относится и низкая емкость.

Никель-металлогидридные аккумуляторы имеют лучшие характеристики в сравнении с никель-кадмиевыми. Их скорость саморазряда намного меньше. Кроме того, такие АКБ не имеют эффекта памяти. Они считаются более экологичными и безопасными, т.к. не содержат кадмия, отличающегося токсичностью.

Литий-ионные батареи имеют низкий уровень саморазряда и высокую емкость. Они плохо выдерживают глубокий разряд и повышение температур. Наиболее часто их устанавливают в профессиональные модели. При перегреве велика вероятность взрыва или протекания АКБ, а при глубоком разряде есть вероятность, что первоначальная емкость уже не восстановится.

К положительным качествам литий-ионных батарей относятся отсутствие эффекта памяти и возможность работы в условиях отрицательных температур. Часто такие аккумуляторы оснащаются зарядным устройствам, имеющим микроконтроллер, препятствующий перезаряду. Это повышает срок службы прибора. Единственным явным недостатком литий-ионных батарей является высокая цена.

Самодельные приборы для заряда

При необходимости 12- или 18-вольтовое зарядное устройство можно изготовить в домашних условиях. Для этого можно воспользоваться как специализированными микросхемами, так и сделать основу самостоятельно.

Схема на двух транзисторах

В домашних условиях можно быстро изготовить зарядник, применяя транзисторы КТ361 и КТ829. Величина тока заряда будет корректироваться элементом КТ361. Затем ток будет подаваться к коллектору, который должен быть оснащен светодиодной лампочкой. Кроме того, первый транзистор управляет работой элемента КТ829.

Принцип работы такого устройства крайне прост. Увеличение емкости батареи провоцирует уменьшение тока заряда, что приводит к постепенному затуханию светодиода. Момент заряда фиксируется путем замера напряжения. Нужный калибр выставляется на переменном резисторе на 10 кОм. Для проверки показателей нужно установить вольтомметр на клеммы неподключенной АКБ.

Использование специализированной микросхемы

В продаже имеются универсальные микросхемы MAXIM MAX713, которые позволяют добиться хороших характеристик заряда для приборов на 18 В. Они заряжают и никель-металлогидридные, и никель-кадмиевые батареи. При этом доступен режим быстрой зарядки.

Такая микросхема отслеживает состояние АКБ и при необходимости снижает силу тока. При этом после окончания зарядки микросхема почти не потребляет ток. Она способна прерывать зарядку. Блока на 1А достаточно для обеспечения необходимого напряжения.

Зарядка шуруповерта без зарядного устройства

Если времени на приобретение зарядника или его самостоятельное изготовление нет, можно пополнить батарею шуруповерта, используя блок питания от ноутбука или зарядку для автомобиля.

В этом случае с помощью клемм и проводов проводится подключение блока питания к аккумулятору, соблюдая полярность. Процесс восполнения емкости занимает 30 минут.

При этом важно контролировать температуру АКБ.

Зарядное устройство для шуруповерта

Принцип работы зарядного устройства для аккумуляторов шуруповертов

Не всем пользователям нравятся штатные методы восстановления работоспособности аккумуляторов. Как правило, замечания вызывает чрезмерная длительность процесса.

Самодельное зарядное устройство для шуруповерта поможет устранить этот недостаток. Представленные ниже сведения помогут реализовать такой проект без ошибок и лишних затрат.

Они пригодятся для квалифицированного выполнения ремонтных операций собственными руками.

Фабричное зарядное устройство для шуруповерта в разобранном состоянии

Преимущества аккумуляторных инструментов

Главным плюсом электроинструментов данной категории является автономность. Встроенная аккумуляторная батарея обеспечивает функциональность техники без подключения к стационарной сети питания 220 или 380V. Этой особенностью пользуются для выполнения ремонта в новостройках, в «походных» и других сложных условиях.

Другие преимущества:

  • без мешающего соединительного кабеля питания проще выполнять отдельные операции;
  • низкое напряжение батарей снижает опасность поражения электрическим током;
  • этот инструмент намного тише, по сравнению с альтернативным решением автономности на базе бензинового генератора.

К сведению. Для справедливой оценки следует отметить, что оснащение аккумулятором увеличивает вес, стоимость и сложность.

Как работает зарядное устройство

Универсальное зарядное устройство

Для восстановления заряда аккумулятора понижают и выпрямляют напряжение. Далее необходимо поддерживать оптимальную силу тока достаточное время. В некоторых ситуациях (с учетом типа батарей) приходится применять сложный алгоритм работы.

График заряда литиевой батареи

Разновидности аккумуляторов

Зарядное для шуруповерта создают с учетом особенностей автономного источника питания. В следующих разделах рассмотрены популярные аккумуляторные батареи. В ходе изучения совместимости функциональных компонентов шуруповерта рекомендуется уделить особое внимание режимам восстановления заряда.

Никель-кадмиевые

Зарядное устройство для аккумуляторов

Эти аккумуляторы отличаются:

  • разумной стоимостью;
  • хорошими энергетическими показателями;
  • длительным сроком службы.

К сожалению, большие проблемы возникают на стадии утилизации. Вредные химические соединения в составе Ni-Cd батареек наносят большой вред окружающей среде. По этой причине применение таких изделий постепенно прекращают во многих странах.

Если иные данные не указал производитель, выбирают режим эксплуатации вместе с подходящей электрической схемой ЗУ для шуруповерта по следующим данным:

  • для продления срока службы рекомендуется «тренировка» 2-6 полными рабочими циклами перед началом эксплуатации и впоследствии через каждые 6-8 месяцев;
  • допустимо длительное хранение в разряженном состоянии;
  • напряжение предварительного разряда – от 0,9 до 1 V;
  • номинальная емкость сохраняется только при положительной температуре;
  • перегрев недопустим в процессе восстановления (не выше +40°C);
  • о завершении цикла свидетельствует небольшое снижение напряжения;
  • ток заряда вычисляют по формуле:

2*C.

Важно! Буквой «С» обозначают емкость, указанную в паспорте аккумулятора. Если C=2,5 А*ч, можно применять заряд с током 5А = 2*2,5.

Сернокислотные аккумуляторы для шуруповерта

Изделия этой категории создают на основе свинцовых элементов с гелевым электролитом кислотного типа. Преимущества:

  • простота;
  • демократичная цена;
  • возможность эксплуатации в любом положении.

Главными недостатками сернокислотных аккумуляторов являются значительные габариты и большой вес. Ячейки заряжают напряжением 1,8-2 V при поддержании тока 0,1-0,15*С.

Литий-ионные батареи для шуруповерта

Это наиболее распространенное современное решение. Аналогичные по конструкции батареи применяют в смартфонах и ноутбуках, другой бытовой и профессиональной технике. Плюсы:

  • лучшие показатели, по сравнению с рассмотренными выше аналогами по накоплению энергии на единицу объема (веса);
  • широкий рабочий температурный диапазон;
  • длительное сохранение хороших эксплуатационных параметров;
  • отсутствие чрезмерных требований к утилизации.

Одну стандартную ячейку заряжают напряжением 3,6V до уровня 4,2V. Превышение установленного производителем порога сокращает срок службы. Низкий уровень ограничивает накопительные возможности. Энергетический потенциал аккумуляторов восстанавливают с тщательным контролем температуры.

Виды зарядных устройств

Зарядное устройство для литиевых аккумуляторов

В этом разделе рассмотрены типовые электрические схемы. Выбирают подходящий зарядник для шуруповерта с учетом следующих факторов:

  • тип аккумулятора;
  • количество ячеек;
  • возможность тщательного контроля процесса зарядки;
  • наличие навыков и знаний для качественной сборки (настройки) определенной конструкции;
  • дополнительные требования по весу, размерам, другим индивидуальным критериям.

Аналоговые со встроенным блоком питания

Популярность таких инженерных решений объясняется сравнительной простотой и низкой себестоимостью. Представленное на следующем чертеже устройство обеспечивает стабильное поддержание напряжения для зарядки 12 вольтового блока с достаточно высоким током.

Пояснения к электрической схеме:

  • микросхема КР142ЕН выполняет основную функцию – стабилизацию;
  • для приведенного примера (на 12V) подходит модификация с индексом «8Б» в обозначении;
  • этот элемент нагревается, поэтому его монтируют на металлическом радиаторе с площадью рассеивания 20-25 см кв.;
  • обмотки трансформатора (сечение проводников) рассчитывают по необходимому току на выходе;
  • конденсатором С1 убирают остаточные пульсации после выпрямления диодным мостом;
  • о завершении цикла зарядки сигнализирует погасший светодиод (HL1), автоматическое отключение отсутствует.

Аналоговые с внешним блоком питания

Принципиальная схема в этом варианте аналогична рассмотренному примеру. Главное отличие – отдельное исполнение блока выпрямителя:

  • трансформатор;
  • диодный мост;
  • конденсатор.

Электрическая схема блока управления зарядным устройством

Такое устройство можно сделать миниатюрным. Его можно подключить к стандартному достаточно мощному выпрямителю (это блок питания ноутбука, планшета, другой техники). Пояснения для сборки:

  • на транзисторе КТ 818 рассеивается большая мощность, поэтому его устанавливают на эффективный радиатор (площадь – от 35 до 45 кв. см);
  • подстроечным резистором настраивают оптимальный ток на выходе с учетом особенностей аккумулятора;
  • как и в предыдущем варианте, завершение процедуры – погасший светодиод.

Импульсные

Предыдущие устройства способны восстановить функциональность штатной батареи шуруповерта за 4-6 часов. Представленная ниже схема аналогичную задачу выполнит намного быстрее (45 мин.-1,5 часа). Главные преимущества – минимальные размеры и легкость.

Эта схема предназначена для заряда Ni-Cd аккумуляторных батарей усовершенствованного типа. Они снабжены специальным контактом, который необходим для контроля температурных показателей. Такое устройство без дополнительных команд воспроизводит цикл ускоренной разрядки. Пользователь может устанавливать перемычками различные комбинации выходных параметров.

Режимы заряда

Никель-кадмиевые (сернокислотные) ячейки заряжают напряжением 1,2 (1,8-2) V, соответственно, при поддержании тока (0,1-0,15) * С. В литий-ионных моделях напряжение повышают до 3,3 V. Стандартное зарядное устройство для шуруповерта 18 вольт поддерживает этот же уровень в процессе заряда. Окончание операции контролируют по уровню 21 V.

Важно! Литиевые элементы особенно чувствительны к перегреву. Повышение температуры более +60°C способно вызвать не только разрушение конструкции, но и воспламенение. Чтобы исключить опасные ситуации, тщательно контролируют данный параметр.

Дополнительные функции

Простейшая зарядка для шуруповерта способна только поддерживать определенное напряжение и силу тока. В сложных электрических схемах предусмотрены следующие особенности:

  • пользовательская настройка электрических параметров;
  • установка с применением таймера определенных временных интервалов;
  • контроль температуры в режиме онлайн;
  • микропроцессорное управление и поддержание рабочих режимов с защитными функциями.

Напряжение заряда и форм-фактор

Международная стандартизация по напряжению автономных источников питания электроинструментов отсутствует.

Следует понимать! Увеличение этого параметра позволяет уменьшать вес и размеры АКБ. Литиевые блоки собирают из стандартных элементов (1,2V).

По этой причине итоговое напряжение будет следующим (для количества батарей):

  • 10 шт.– 12V;
  • 11 – 13,2;
  • 12 – 14,4;
  • 13 – 16,6;
  • 14 – 17,8.

Модернизация зарядных устройств

В первом примере (аналоговое ЗУ) приведена электрическая схема для 12V аккумулятора. Установить другие электрические параметры на выходе по току и напряжению можно с помощью изменения параметров трансформатора и микросхемы. Доработка выполняется на основе предварительных расчетов.

К сведению. Если выполняется только ремонт зарядки шуруповерта, следует делать снимки в процессе разборки. Они помогут впоследствии правильно установить функциональные компоненты конструкции.

Как сделать зарядное устройство для шуруповёрта

Сначала уточняют общие параметры проекта. За основу берут имеющийся блок, который обеспечивает фиксацию батареи в правильном положении и надежный электрический контакт. Уточняют тип АКБ и соответствующее зарядное устройство.

Схема и порядок сборки блока питания

Аналоговые электрические схемы проще, однако занимают много места. Импульсные отличаются компактностью и повышенной сложностью.

Выбрав подходящий вариант, пользуются навесным монтажом или создают печатную плату с учетом свободного пространства в корпусе.

В ходе изготовления создают вентиляционные отверстия для эффективного охлаждения мощных транзисторов и микросхем. На завершающем этапе проверяют функциональность, завершают сборку.

Как использовать электроприбор

Применяют ЗУ с учетом определенной схемотехники. Простейшие модели только сигнализируют о завершении процесса, но не отключают сетевое питание. Некоторые виды АКБ необходимо заряжать с тщательным контролем температурного режима. После практического изучения процесса сборки отремонтировать вышедшее из строя изделие будет несложно.

Как работает зарядное устройство для шуруповерта

Принцип работы зарядного устройства для аккумуляторов шуруповертов

Шуруповерт найдется в каждом арсенале домашних инструментов. Ведь с его помощью решаются и серьезные задачи во время ремонта, и повседневные бытовые дела по вкручиванию шурупа в стену для развешивания полочек, крючков и прочих нужных вещей. О том, каким зарядным устройством оснащается прибор, как его выбрать и в чем особенности, можно узнать из статьи.

Как работает зарядное устройство

На вид пластиковый корпус скорее имеет сходство с подставкой под аккумулятор.

Но за счет металлических контактов на этой установке происходит процесс заряда в случае, если устройство включено в сеть.

Обычно производители укомплектовывают свою технику и наносят все обозначения на блоке. Это и название бренда, и технические параметры, какие нужно соблюдать при использовании данной техники.

Для работы требуется сеть 220V. После подключения никаких оповещений индикатором или звуком не происходит. И только светодиоды на корпусе красного и зеленого цветов выдают, идет процесс зарядки или нет.

Если предусмотрено производителем, может быть на корпусе пусковая кнопка. Тогда замыкается сеть, и происходит питание от электросети. Этот процесс сопровождается красным светом индикатора.

После завершения заряда будет вновь гореть зеленый, так как цепь питания будет прервана.

То, насколько длительным может быть процесс заряда, определяется двумя критериями:

  • емкостью аккумулятора, которая определяется в ампер-часе. Есть стандартные бытовые модели до 1,5 Ач и профессиональные, на 2,5 Ач. Чем больше емкость, тем мощнее шуруповерт;
  • напряжением аккумулятора, что варьируется от 2,4 В до 36 В. Для шуруповертов этот критерий чаще всего составляет 9 В и 12 В.

О видах зарядных устройств

В комплектации к фирменному шуруповерту производитель обычно предоставляет пару зарядных приспособлений. Они бывают стандартными или аналоговыми и импульсными.

Для бытовых моделей используют первый вариант зарядников, предназначенных для простой батареи. Продолжительность процесса восполнения заряда в аккумуляторе до 100% составит около трех часов.

Импульсным приспособлением оснащают профессиональные модели. Тогда время пополнения запаса энергии в батарее – всего один час.

Аналоговые стандартные зарядные станции

Такие изделия оснащены штатным блоком питания. Для непрофессиональных моделей шуруповерта или дрели нет задачи работать длительный интервал времени. Потому и оборудуют их недорогим блоком заряда. Главное, чтобы аккумулятор заряжался непрерывно, что возможно при постоянной токовой нагрузке в условиях непрерывного напряжения.

Важно! Когда заряд начинается, показатель напряжения должен превышать номинальное значение по аккумулятору.

Представить рабочее устройство зарядки можно, сравнив с обыкновенным стабилизатором. Не имеет значения, какого типа батарея будет использоваться.

Если говорить о недостатках у аналоговых зарядников, тут обращают внимание на большую продолжительность зарядного процесса. Но для бытовых моделей это приемлемо. Ведь если заржать всю ночь, то потом в течение дня шкаф будет собран с помощью шуруповерта.

В среднем аппараты заряжают на протяжении 3–5 часов.

Зарядные устройства импульсного типа

Теперь речь пойдет о комплектующих к профессиональной технике. Ею пользуются активнее, потому нельзя допускать, чтобы аккумулятор был разряжен. Конечно, здесь ценовой аспект значительно отличается от аналоговых версий.

Ведь каждому специалисту понятно, что за хорошие характеристики и продолжительность беспрерывной работы сначала нужно соответствующе заплатить. А за пару аккумуляторов в комплекте отдать придется еще больше. Ведь обычно одним мастера пользуются, а другой в это время заряжается.

Потому зарядник работает практически беспрерывно на два аккумулятора.

Часто к импульсному блоку производитель добавляет интеллектуальную схему контроля заряда. Это и позволяет сократить время заряда до 60 минут.

Итак, у импульсных зарядных устройств имеются такие особенности:

  • размер их компактен;
  • заряд обеспечен высокими токами;
  • защита доведена до совершенства.

Если говорить о недостатках, тут выделяют сложную схему. Она вместе со всеми достоинствами приводит к высокой стоимости. Но и этот вопрос некоторые умельцы решают по-своему. При наличии схемы и паяльника можно собрать прибор самостоятельно, сэкономив на комплектующих более чем вдвое.

Что предлагает рынок

Знаменитые бренды обеспечивают свои шуруповерты фирменными комплектующими, в том числе и зарядовыми блоками. В случае выхода из строя только этого предмета искать остается только среди б/у товаров.

На заметку: чтобы не покупать полный комплект, нужно рассмотреть вариант с приобретением совместимых зарядных устройств. Рассматривать следует по совместимости величин – тока и напряжения. Есть и универсальные модели, подходящие практически к любым аппаратам.

Покупка бюджетом всего около 1000 рублей позволит приобрести уникальный вариант для шуруповерта 12, 14 или 18 В. Тогда можно будет заряжать любые батареи. Причем выбирать лучше всего среди отечественных брендов, исключив из списка кандидатов китайские модели.

Фирменный блок на Bosch

Оригинальный зарядный блок 18 В продают некоторые магазины.

Ценовой аспект

Универсальные аппараты варьируются в цене с 800–2500 рублей. Они имеют защиту от перегрева заряжаемого аккумулятора до 450 С. Профессиональные аппараты в несколько раз дороже, и начинаются их ценники с 7,5 тысяч рублей.

Каков итог

Зная то, как устроено зарядное устройство, каким оно может быть, универсальным аналоговым или профессиональным, каждый пользователь сможет выбрать для своего шуруповерта подходящую модель. Перечисление наименований не столь важно. Главное – знать, какова емкость заряжаемой батареи и напряжение.

Стандартная схема зарядного устройства для шуруповёртов на 18 вольт

Принцип работы зарядного устройства для аккумуляторов шуруповертов

instrument.guru > Электроника > Стандартная схема зарядного устройства для шуруповёртов на 18 вольт

Практически все шуруповёрты работают от аккумуляторов. Средняя ёмкость аккумулятора — 12 мАч. А для того, чтобы он всегда находился в рабочем состоянии, нужна постоянная подзарядка. Для этого необходимо зарядное устройство, характерное для каждого типа аккумуляторов. Однако они сильно различаются по своим характеристикам.

  • Стандартная электросхема зарядного устройства
  • Принципиальная схема
  • Конструкция аккумуляторного устройства для шуруповёрта
  • Стандартные и индивидуальные характеристики зарядного устройства фирмы «Интерскол»
  • Элементы блока питания
  • Ремонт аккумулятора своими руками
  • Замена необходимых элементов цепи
  • Универсальный зарядник своими руками

В настоящее время выпускают модели на 12–18 В. Также стоит отметить, что производители используют разные компоненты для зарядных устройств различных моделей. Чтобы разобраться с этим, вы должны ознакомиться со стандартной схемой этих зарядных устройств.

Стандартная электросхема зарядного устройства

Основой стандартной схемы является микросхема трехканального типа.

В этом варианте на микросхеме крепятся четыре транзистора, сильно отличающихся по ёмкости и высокочастотные конденсаторы (импульсные или переходные).

Для стабилизации тока используются тиристоры или тетроды открытого типа. Проводимость тока регулируется дипольными фильтрами. Эта электрическая схема легко справляется с сетевыми перегрузками.

Принципиальная схема

Предназначение электроинструментов в первую очередь в том, чтобы сделать наш повседневный труд менее утомительным и рутинным. В домашнем быту незаменимым помощником в ремонте или разборке (сборке) мебели и прочих предметов домашнего обихода является шуруповёрт.

Автономное питание шуруповёрта делает его более мобильным и удобным в использовании. Зарядное устройство является источником питания для любого аккумуляторного электроинструмента, в том числе и шуруповёрта.

Для примера познакомимся с устройством и принципиальной схемой.

Для принципиальных схем зарядных устройств шуруповёртов на 18 В используются транзисторы переходного типа несколько конденсаторов и тетрод с диодным мостом.

Частотную стабилизацию осуществляет сеточный триггер. Проводимость тока зарядки на 18 В обычно составляет 5,4 мкА. Иногда, для улучшения проводимости, применяют хроматические резисторы.

Ёмкость конденсаторов, в этом случае, не должна быть выше 15 пФ.

Конструкция аккумуляторного устройства для шуруповёрта

«Банки» аккумулятора заключены в корпус, который имеет четыре контакта, включая два силовых плюс и минус для разряда/заряда.

Верхний управляющий контакт включён через термистор (термодатчик), который защищает аккумулятор от перегрева во время зарядки. При сильном нагреве он ограничивает или отключает ток заряда.

Сервисный контакт включается через резистор на 9 кОм, который выравнивает заряд всех элементов сложных зарядных станций, но они используются обычно для промышленных приборов.

Стандартные и индивидуальные характеристики зарядного устройства фирмы «Интерскол»

  1. Зарядные устройства марки «Интерскол» используют трансиверы с повышенной проводимостью. Их максимальная токовая нагрузка доходит до 6 А, а в новых моделях и выше.

    В стандартном зарядном устройстве шуруповёрта «Интерскол» используется двухканальная микросхема, конденсаторы на 3 пФ, импульсные транзисторы и тетроды открытого типа. Проводимость тока достигает 6 мкА, при средней энергоёмкости аккумулятора 12 мАч.

  2. Довольно часто российский производитель «Интерскол» использует схему зарядки аккумулятора с транзисторами типа IRLML 2230. В этом случае в зарядных устройствах на 18 В применяют микросхему трёхканального типа и конденсаторы с ёмкостью 2 пФ, которые хорошо переносят сетевые нагрузки.

    Показатель проводимости при этом достигает 4 мкА. При выборе шуруповёрта нужно учитывать его мощность, которая влияет на его срок эксплуатации. Чем выше показатель мощности, тем дольше проработает инструмент.

Элементы блока питания

Аккумулятор является самой дорогостоящей частью шуруповёрта и составляет примерно 70% от всей стоимости инструмента.

При выходе его из строя придётся тратиться на приобретение практически нового шуруповёрта. Но если есть определённые навыки и знания вы можете самостоятельно исправить поломку.

Для этого нужны определённые знания об особенностях и строении аккумулятора или зарядного устройства.

Все элементы шуруповёрта, как правило, имеют стандартные характеристики и размеры. Их основным отличием является величина энергоёмкости, которая измеряется в А/ч (ампер/час). Ёмкость указывают на каждом элементе блока питания (их называют «банками»).

«Банки» бывают: литий — ионные, никель — кадмиевые и никель — металл — гидридные. Напряжение первого вида — 3,6 В, другие имеют напряжение — 1,2 В.

Неисправность аккумулятора определяется мультиметром. Он определит, какая из «банок» вышла из строя.

Ремонт аккумулятора своими руками

Для ремонта аккумулятора шуруповёрта нужно знать его конструкцию и точно определить место поломки и саму неисправность. Если хотя бы один элемент выйдет из строя, вся цепь потеряет свою работоспособность. Наличие «донора», у которого все элементы в порядке или новые «банки» помогут решить эту проблему.

Мультиметр или лампа на 12 В подскажет, какой именно элемент неисправен. Для этого нужно поставить аккумулятор заряжаться до полной его зарядки. После чего разберите корпус и измерьте напряжение всех элементов цепи. Если напряжение «банок» ниже номинального, то нужно пометить их маркером.

Затем соберите аккумулятор и дайте ему поработать до тех пор, пока его мощность заметно упадёт. После этого разберите снова и замерьте напряжение помеченных «банок». Проседание напряжения на них должно быть наиболее заметным. Если разница составляет 0,5 В и выше, а элемент работает, то это говорит о его скором выходе из строя.

Такие элементы необходимо заменить.

С помощью лампы на 12 В можно также определить неисправные элементы цепи. Для этого нужно полностью заряженный и разобранный аккумулятор подключить к контактам плюс и минус на лампу 12 В.

Нагрузка, созданная лампой, будет разряжать аккумуляторную батарею. После чего замерьте участки цепи и определите неисправные звенья.

Ремонт (восстановление или замену) можно произвести двумя способами.

  1. Неисправный элемент обрезается и паяльником припаивается новый. Это касается литий — ионных батарей. Так как восстановить их работу не представляется возможным.
  2. Никель — кадмиевые и никель — металл — гидридные элементы можно восстановить, если присутствует электролит, который потерял объём. Для этого их прошивают напряжением, а также усиленным током, что способствует устранению эффекта памяти и повышает ёмкость элемента. Хотя полностью устранить дефект не получится. Возможно, спустя, некоторое время неисправность вернётся. Гораздо лучшим вариантом будет замена вышедших из строя элементов.

Замена необходимых элементов цепи

Для ремонта аккумулятора для шуруповёрта потребуется запасная аккумуляторная батарея, из которой, можно позаимствовать нужные детали или покупка новых элементов цепи. Новые «банки» должны соответствовать необходимым параметрам. Для их замены потребуется паяльник, олово, канифоль или флюс.

  1. Распаяйте соединения неисправных деталей и установите на их место новые. Не допускайте при этом их перегрева, который может привести к порче аккумулятора. Для этого постарайтесь выполнить быструю пайку без промедлений. В процессе пайки можете охлаждать её прикосновением руки, при отключённом напряжении.
  2. Выполняйте соединения родными пластинами (можно медными), иначе перегрев проводов может привести в работу необходимый термистор, который контролирует нагрев и отключает систему зарядки. При подключении не забывайте соблюдать полярность. Минус предыдущего элемента при последовательном соединении присоединяется к плюсу следующего.
  3. Выровняйте потенциал элементов цепи. Он различается практически на всех «банках». Для этого поставьте аккумулятор заряжаться на всю ночь, а потом на сутки оставьте для остывания. После чего, измерьте напряжение элементов. Показатели должны быть очень близки к номиналу.
  4. Вставьте аккумуляторную батарею в шуруповёрт и дайте на него максимальную нагрузку до полной разрядки. Сделайте два полных разрядных цикла. Результат даст полное представление об эффективности ремонтных работ.

Универсальный зарядник своими руками

Чтобы зарядить аккумуляторное устройство, можно сделать самодельную зарядку, питающуюся от USB-источника. Необходимые компоненты для этого: розетка, USB-зарядка, 10 амперный предохранитель, необходимые разъёмы, краска, изолента и скотч. Для этого нужно:

  1. Разобрать шуруповёрт на детали и отрезать верхний корпус от ручки ножом.
  2. Сделать отверстие для предохранителя сбоку от ручки. Соединить провод с предохранителем и вмонтировать в ручку агрегата.
  3. Зафиксировать предохранитель клеем или термопистолетом. Корпус обмотать скотчем и присоединить конструкцию к разъёму батареи. Провода монтируются вверху шуруповёрта. Инструмент собирается и обматывается изолентой. После чего корпус отшлифовывается, покрывается краской и полученное устройство заряжается.

Как видите, этот процесс не займёт много времени и не будет слишком разорителен для вашего семейного бюджета.

Поделиться:
Нет комментариев

    Добавить комментарий

    Ваш e-mail не будет опубликован. Все поля обязательны для заполнения.