Зарядное устройство (зарядка) для шуруповерта: виды и схемы сборки

Зарядное устройство (зарядка) для шуруповерта: виды и схемы сборкиВ предыдущей статье я рассматривал вопрос о замене никель-кадмиевых (никель-марганцевых) NiСd(NiMn) аккумуляторов шуруповерта на литиевые. Надо рассмотреть несколько правил по зарядке аккумуляторов.

Литий ионные аккумуляторы размера 18650 в основном могут заряжаться до напряжения 4,20В на ячейку с допустимым отклонением не больше 50 мВ потому, что увеличение напряжения может привести повреждению структуры батареи. Ток заряда аккумулятора может составлять 0,1хС до 1хС (здесь С-емкость). Лучше выбрать эти значение по даташиту. Я применил в переделке шуруповерта аккумуляторы марки Samsung INR18650-30Q 3000mAh 15A. Смотрим даташит-ток зарядки -1,5А.

Зарядное устройство (зарядка) для шуруповерта: виды и схемы сборкиНаиболее правильным будет провести заряд литиевых аккумуляторов в два приема по методике CCCV (ток постоянный, постоянное напряжение).Первый этап- должен обеспечить постоянный ток заряда. Величина тока равна 0.2-0.5С. Я применил аккумулятор емкостью 3000 мА/ч, значит номинальный ток заряда будет 600-1500мА. После зарядка банки идет на неизменном напряжении, ток постоянно уменьшается.

Поддерживается напряжение на аккумуляторе в пределах 4.15-4.25В. Аккумулятор зарядился если ток уменьшится до 0.05-0.01С. Принимая во внимание вышесказанное используем электронные платы с Алиэкспресс. Понижающая плата CC/CV с ограничением по току на микросхеме XL4015E1 или на LM2596. Предпочтительней плата на XL4015E1 так, как она более удобна в настройках.

Зарядное устройство (зарядка) для шуруповерта: виды и схемы сборкиЗарядное устройство (зарядка) для шуруповерта: виды и схемы сборкиХарактеристики XL4015E1. Максимальный выходной ток до 5 А.Напряжение на выходе: 0.8 В-30 В.Напряжение на входе 5 В-32 В.

  • Плата на LM2596 имеет аналогичные параметры, только ток до 3 А.
  • Перечень инструментов и материалов.
  • -плата заряда CC/CV на XL4015E1 или на LM2596-1шт;

-адаптер 22012 В, 3 А -1шт;-штатное зарядное устройство шуруповерта (или источник питания);-соединительные провода -паяльник;-тестер;-пластмассовая коробка для плата заряда -1шт;-минивольтметр -1шт;-переменный резистор (потенциометр) на 10-20 кОм -1шт;-разъем питания для аккумуляторного отсека шуруповерта -1шт.

Шаг первый. Сборка ЗУ аккумуляторов шуруповерта на адаптере.

Плату cccv мы уже выбрали выше. В качестве источника питания можно применить любой с такими параметрами-выходное напряжение не ниже 18 В (для схемы 4S),ток 3 А. В первом примере изготовления зарядного устройства для литий-ионных аккумуляторов шуруповерта я использовал адаптер 12 В, 3 А.Зарядное устройство (зарядка) для шуруповерта: виды и схемы сборкиПредварительно я проверил какой ток он может выдать пир номинальной нагрузке. Подключил к выходу автолампу и выждал полчаса. Выдает свободно без перегруза 1,9 А. Также измерил температуру на радиаторе транзистора-40°C. Вполне нормальный режим.Зарядное устройство (зарядка) для шуруповерта: виды и схемы сборкиНо в этом случае не хватает напряжения. Это легко исправимо, с помощью всего одной копеечной радиодетали-переменного резистора (потенциометр) на 10-20 кОм. Рассмотрим типовую схему адаптера.Зарядное устройство (зарядка) для шуруповерта: виды и схемы сборкиЗарядное устройство (зарядка) для шуруповерта: виды и схемы сборкиНа схеме есть управляемый стабилитрон TL431, он находится в цепи обратной связи. Его задача поддерживать стабильное выходное напряжение в соответствие с нагрузкой. Через делитель из двух резисторов он подключен к плюсовому выходу адаптера. Нам нужно припаять к резистору(или выпаять его совсем и на его место припаять, тогда напряжение будет регулироваться и в меньшую сторону) который подключен к выводу 1 стабилитрона TL431 и к минусовой шине переменный резистор. Вращаем ось потенциометра и выставляем нужное напряжение. В моем случае я задал 18 В (небольшой запас от 16,8 В для падения на плате CC/CV). Если у вас напряжение указанное на корпусах электролитических конденсаторах стоящих на выходе схемы будет больше нового напряжения они могут взорваться. Тогда надо заменить их с запасом 30% по напряжению.Далее подключаем к адаптеру плату для управление зарядом. Выставляем подстроечным резистором на плате напряжение 16,8 В. Другим подстроечным резистором выставляем ток 1,5 А, предварительно подключаем тестер в режиме амперметра к выходу платы. Теперь можно подсоединить литий-ионной сборку шуруповерта. Зарядка прошла нормально, ток к концу заряда упал до минимума, батарея зарядилась. Температура на адаптере была в пределах 40-43°C, что вполне нормально. В перспективе можно в корпусе адаптера для улучшения вентиляции (особенно в летнее время) насверлить отверстия.Окончание заряда батареи можно увидеть по включению светодиода на плате на XL4015E1. В данном примере я использовал другую плату на LM2596 так, как случайно в ходе экспериментов сжег XL4015E1. Советую делать зарядку лучше на плате XL4015E1.

Шаг второй. Сборка схемы зарядного устройства аккумуляторов шуруповерта на штатном зарядном.

У меня было штатное зарядное от другого шуруповерта. Оно рассчитано на зарядку никель-марганцевых аккумуляторов. Задача стояла в том чтобы заряжать и никель-марганцевые аккумуляторы и литий-ионные.Зарядное устройство (зарядка) для шуруповерта: виды и схемы сборкиЗарядное устройство (зарядка) для шуруповерта: виды и схемы сборкиЭто решилось просто- припаял к выходным проводам (красный плюс, черный минус) провода к плате CC/CV.Напряжение холостого хода на выходе штатное зарядного было 27 В, это вполне подходит для нашей зарядной платы. Далее все то же как и варианте с адаптером.Окончание зарядки здесь мы видим по изменению цвета свечения светодиода(переключился с красного на зеленый).Саму плату CC/CV я поместил в подходящую пластмассовую коробку, выведя провода наружу.Так с помощью маленькой коробочки, а вернее ее содержимым можно зарядить аккумуляторы нашего шуруповерта.Если у вас штатное зарядное на трансформаторе то можно подключить плату CC/CV после диодного мостика выпрямителя.Способ переделки адаптера под силу начинающим и может пригодиться в других целях, в результате получим бюджетный блок для питания различных устройств.

  1. Подробнее в ролике:
  2. Всем желаю здоровья и успехов в жизни и творчестве!

Становитесь автором сайта, публикуйте собственные статьи, описания самоделок с оплатой за текст. Подробнее здесь.

Источник: https://USamodelkina.ru/12191-samodelnoe-zarjadnoe-ustrojstvo-dlja-litij-ionnyh-akkumuljatorov-shurupoverta.html

Особенности зарядных устройств для шуруповерта

Зарядное устройство (зарядка) для шуруповерта: виды и схемы сборки

Аккумуляторный шуруповерт значительно упрощает выполнение работ по установке крепежа, тем более что он не привязан к розетке – работать можно даже на улице или в помещениях, где электричества нет. При этом одним из наиболее важных узлов такого агрегата является зарядное устройство, ведь во многом именно от него зависит степень удобства эксплуатации прибора.

Зарядное устройство (зарядка) для шуруповерта: виды и схемы сборки Зарядное устройство (зарядка) для шуруповерта: виды и схемы сборки Зарядное устройство (зарядка) для шуруповерта: виды и схемы сборки

Зарядник для аккумулятора шуруповерта – это устройство, позволяющее восполнить потери энергии батареи, обусловленные эксплуатацией инструмента.

Благодаря возможности заряжать аккумулятор многократно сама батарея может иметь сравнительно небольшие размеры и емкость, лишь бы количество циклов перезарядки было большим, а зарядное устройство обеспечивало высокую скорость восстановления первоначального заряда.

Зарядное устройство (зарядка) для шуруповерта: виды и схемы сборки Зарядное устройство (зарядка) для шуруповерта: виды и схемы сборки Зарядное устройство (зарядка) для шуруповерта: виды и схемы сборки

Все зарядные устройства глобально можно поделить на 2 класса: встроенные и выносные.

В первом случае нет необходимости специально извлекать батарею для зарядки – кабель с электрической вилкой присоединяется прямо к корпусу инструмента (или и вовсе прикреплен к нему на постоянной основе), что довольно удобно.

Выносные зарядные устройства – это отдельный механизм, который предполагает извлечение батареи из корпуса шуруповерта, ее вставку в специальный зажим, а уже последний имеет тот же кабель с вилкой и включается в розетку. Каждое из решений имеет собственные преимущества и недостатки, но об этом чуть позже.

Зарядное устройство (зарядка) для шуруповерта: виды и схемы сборки Зарядное устройство (зарядка) для шуруповерта: виды и схемы сборки

Если вышеописанное деление на классы никак принципиально не влияет на работу механизма, то соответствие типа зарядного устройства типу батареи критически важно.

Дело в том, что аккумуляторы для электроинструмента даже сегодня выпускаются нескольких видов, каждый из которых имеет собственные особенности работы. Если зарядник не соответствует требуемым параметрам, это может привести к весьма быстрой порче батареи.

Чтобы понимать, какими критериями должно обладать зарядное устройство, рассмотрим вкратце особенности всех основных типов аккумуляторов.

  • Никель-кадмиевые аккумуляторы сегодня уже встречаются довольно редко – их популярность падает из-за многих факторов, среди которых токсичность содержимого, способность к быстрому саморазряду, высокий вес при сравнительно малом заряде, а также «эффект памяти». Последний критерий означает, что батарея всегда должна быть сначала полностью разряженной, а затем полностью заряженной, если не соблюдать это правило, ее емкость, и без того невысокая, станет снижаться буквально на глазах. Едва ли не единственным огромным плюсом этого типа аккумуляторов является их способность нормально работать при любых низких температурах. При этом они еще и способны выдерживать высокие нагрузки, потому зарядные устройства для них часто делают с возможностью максимально быстрой зарядки – это весьма актуально, раз уж заряжать всегда нужно от 0% до 100%.
  • Никель-металл-гидридные батареи считаются улучшенной версией никель-кадмиевых – недостатки в целом повторяются, но выражены все они в заметно меньшей степени. Кроме того, у содержимого таких аккумуляторов не просматривается токсичных составляющих. Преимущества также весьма похожи на те, что были у батарей предыдущего типа, потому эти аккумуляторы встречаются уже значительно чаще, а зарядные устройства для обоих типов весьма похожи. Единственный показатель, в котором металл-гидридные источники питания хуже кадмиевых – это стоимость.
  • Литий-ионные аккумуляторы справедливо считаются наиболее современными и лучшими с технической стороны. Они лишены большинства недостатков вышеописанных батарей, например, мало весят при значительном объеме заряда, саморазряжаются на считаные проценты за месяц простоя, совершенно лишены «эффекта памяти». Долгое время их критиковали за несколько ускоренный разряд при работе в условиях мороза, но в последние годы постепенно решается и эта проблема. Правда, недостатки все равно есть, и наиболее высокая стоимость – далеко не единственный. Так, подобную батарею крайне нежелательно разряжать полностью – после этого она может и не восстановить первоначальную емкость, хотя плюс заключается в том, что подзарядить ее можно в любой момент ввиду отсутствия «эффекта памяти». Другой проблемой является вероятность взрыва аккумулятора при перегреве от чрезмерного заряда, потому зарядное устройство для такой батареи обязательно должно быть снабжено микроконтроллером.

Зарядное устройство (зарядка) для шуруповерта: виды и схемы сборки

Помимо прочего, зарядные устройства могут различаться и по вольтажу – 12, 14,4 или 18 вольт (этот показатель обязательно должен соответствовать рекомендованному в инструкции к шуруповерту).

В качестве дополнительных опций предусмотрены специальная возможность ускоренного заряжания, а также индикация уровня заряда и автоматическое отключение в случае полного заряда или некой непредвиденной ситуации.

Наличие дополнительных функций отрицательно сказывается на стоимости зарядника.

Зарядное устройство не стоит воспринимать как простой кабель, позволяющий запитать аккумулятор от электрической розетки – этот прибор всегда несколько сложнее. В зависимости от точного набора функций конкретного экземпляра, устроен он может быть по-разному, однако, в целом методы достижения цели всегда примерно одинаковы.

Поскольку зарядить аккумулятор шуруповерта от розетки 220 В напрямую нельзя, ключевой деталью любого зарядного устройства является понижающий трансформатор, обеспечивающий значительное снижение вольтажа.

Сам он, как правило, не опускает вольтаж вплоть до нужного значения – ток приобретает необходимые характеристики уже потом, проходя сквозь диодные мосты и микросхемы.

Читайте также:  Токарный станок по дереву: виды станков и особенности работы на них

Чтобы вся начинка зарядного устройства, не говоря уж об аккумуляторе или шуруповерте в целом, не сгорела от слишком высокого напряжения в сети электропитания, в самом начале схемы устанавливается предохранитель.

Ограничение заряда обычно достигается одним из двух наиболее распространенных способов – либо микроконтроллер замеряет силу тока в аккумуляторе, либо время зарядки ограничено таймером.

Первый вариант хорош в случае с литий-ионными батареями, поскольку заряжать их можно в любой момент, а значит, точное время зарядки определить невозможно.

При этом чрезмерная зарядка грозит взрывом, потому очень важно, чтобы микроконтроллер был в состоянии определить уровень заряда и вовремя отключить подачу электричества. Таймер хорош для подзарядки разных видов никелевых аккумуляторов – они не боятся чрезмерной зарядки, к тому же перед процедурой должны быть разряжены полностью, потому время заряжания всегда примерно одинаковое.

Ради повышенного удобства эксплуатации некоторые дорогие модели зарядных устройств комплектуют еще и индикаторами, которые обычно представляют собой обыкновенные светодиоды.

Нередко они выполняют разные функции – один может демонстрировать факт включения устройства в сеть, другой показывает, что ток не потерялся нигде в микросхемах и поступает в аккумулятор, третьи и вовсе могут указывать примерный уровень заряда, подсвечивая лишь определенную часть линии, в которую они выстроены.

Существуют и универсальные зарядные устройства для всех типов аккумуляторов, но все же в большинстве случаев лучшим решением будет зарядник, оптимально подходящий под нужды конкретно взятой батареи.

Что интересно, многочисленные отзывы указывают на неидеальное соответствие «родных» зарядных устройств, поставляемых в комплекте с самим шуруповертом. Дескать, производители часто экономят на этой детали, из-за чего довольно быстро может сломаться даже новый инструмент.

Многие потребители по этой причине предпочитают собирать зарядные устройства самостоятельно, но в этом случае стоит строго придерживаться схемы и соответствия всех деталей.

Встроенный зарядный прибор делает аккумуляторный шуруповерт похожим на сетевой – он просто втыкается в розетку, а при завершении зарядки кабель либо отсоединяется, либо прячется в специальный отсек. Такой аналоговый механизм в основном выполняет функции стабилизатора напряжения, он позволяет производить заряжание аккумулятора, не вынимая его из корпуса прибора.

Существенным недостатком такого решения является то, что во время зарядки инструмент нельзя использовать с запасным аккумулятором, поскольку единственное место для батареи уже занято.

С другой стороны, вероятность потерять или забыть блок питания минимизируется, поскольку он не представляет собой отдельного механизма и всегда будет под рукой – там же, где и сам шуруповерт.

Учитывая, что замена подобного встроенного блока питания представляет собой существенную проблему, производители обычно стараются делать механизм на совесть, потому проблем с обновлением зарядного устройства возникать не должно – оно окажется довольно долговечным.

Необходимость выполнять максимально качественный зарядник приводит к тому, что он становится лучшим решением для литиевого шуруповерта – он может заряжаться в любой момент, а из-за встраивания в крупный корпус не возникает проблем с оснащением агрегата микроконтроллерами для отключения подачи тока.

Выносной блок питания аналогового зарядного устройства – альтернативное решение тому, что было описано выше. Оно работает принципиально иначе: здесь для зарядки аккумулятор вынимается из корпуса шуруповерта и устанавливается в гнездо самого зарядника, представляющего собой совершенно отдельный механизм.

Такое решение кажется неплохим по той причине, что позволяет заряжать один аккумулятор, пока сам шуруповерт работает, питаясь от второго.

Этот факт даже во многом нивелирует характерный недостаток – весьма невысокую скорость заряжания у таких устройств, что часто отбрасывает их в категорию бытовых, не рассчитанных на длительную автономную работу.

Именно зарядники такого типа часто оказываются универсальными, нацеленными на работу с разными типами аккумулятора из трех вышеописанных.

Так происходит потому, что производители, стремясь обеспечить потребителю максимальный выбор положительных качеств батареи, предлагают в комплекте поставки одновременно литий-ионный и никель-кадмиевый аккумулятор.

Наличие отдельного корпуса позволяет встроить в него более сложную схему, позволяющую выставлять необходимые параметры питания для каждого случая, однако, подобное решение, конечно, будет занимать чуть больше места.

Эти зарядные устройства, в противовес двум вышеописанным аналоговым, оказываются и самыми дорогими, и самыми «умными», в связи с чем основной их сферой применения следует считать профессиональные шуруповерты.

Как и положено дорогому агрегату, он практически всегда рассчитан на батареи разных типов, а главное – обладает возможностью предельно быстрой зарядки, буквально в течение часа, чтобы минимизировать возможный простой.

Для эффективной работы с никель-кадмиевыми батареями, страдающими от «эффекта памяти», такой зарядник обладает еще и функцией быстрой разрядки.

При этом одним из важных преимуществ импульсного зарядного устройства являются его небольшие размеры при быстрой подаче электроэнергии. Теоретически возможно собрать подобное по характеристикам аналоговое решение, что обойдется дешевле, однако, в этом случае габариты зарядника будут примерно сопоставимы с габаритами всего шуруповерта.

Чтобы зарядное устройство и аккумулятор в дальнейшем работали правильно, нужно соблюдать определенные правила зарядки.

Если в инструкции к шуруповерту об этом написано отдельно, или даже приобретенный аккумулятор или зарядник имеют собственную инструкцию, их обязательно нужно внимательно прочитать и стараться не отклоняться от написанного ни при каких условиях.

Например, никель-кадмиевые аккумуляторы обычно требуют предварительного «разгона», для этого их трижды подряд полностью разряжают и заряжают, после каждой разрядки выжидая еще хотя бы 8 часов до повторного заряжания.

По многочисленным отзывам, игнорирование этой рекомендации приводит к тому, что батарея так и не выходит на заявленный объем заряда.

Лишь после троекратного прохождения процедуры аккумулятор можно подключить для зарядки и полноценного использования, однако, эксплуатация допустима только после достижения стопроцентного заряда.

В дальнейшем повторная зарядка возможна только после достижения нулевого уровня заряда.

С литий-ионными аккумуляторами все намного проще – им не нужен никакой разгон, да и заряжать их можно в любой момент.

При этом покупая дешевый зарядник, нужно понимать, что он может и не предусматривать автоматического отключения, и в этом случае в обязанности владельца входит слежение за тем, чтобы батарея не перегревалась, в противном случае не исключен ее взрыв.

Рекомендуемая температура для зарядки батарей, кстати, находится в пределах 10-40 градусов выше нуля, вылезать за эти рамки не рекомендуется.

На период простоя батареи желательно извлекать из инструмента, не оставляя внутри корпуса. Сами зарядные устройства стоит приобретать только в специализированных механизмах, экспериментировать в этой сфере, приобретая дешевые китайские блоки, рискованно.

Что касается продолжительности процесса зарядки, то этот момент лучше дополнительно проверить в инструкции.

Хорошо, если зарядник предполагает автоматическое отключение при достижении нужного уровня, но если нет, возможны сюрпризы, ведь у импульсных зарядных устройств минимальное время зарядки может составлять всего полчаса, а у аналоговых – достигать 7 часов.

Если автоматического отключения нет, но есть индикатор уровня заряда, то лучше отключать батарею сразу после достижения 100%, даже если в инструкции написано, что одноразовая передержка не грозит страшными последствиями.

Об особенностях зарядных устройств для шуруповерта смотрите в видео ниже

Источник: https://stroy-podskazka.ru/shurupovert/zaryadnye-ustrojstva/

Как сделать зарядное устройство для шуруповёрта?

Часто родное зарядное устройство, входящее в комплект шуруповерта, работает медленно, долго заряжая аккумулятор. Тем, кто интенсивно использует шуруповерт, это очень мешает в работе.

Несмотря на то, что в комплект входит обычно два аккумулятора (один установлен в рукоятку инструмента и в работе, а другой подключен к зарядному устройству и находится в процессе зарядки), часто владельцы не могут приспособиться к рабочему циклу аккумуляторов.

Тогда имеет смысл изготовить зарядное устройство своими руками и зарядка станет удобнее.

Зарядное устройство (зарядка) для шуруповерта: виды и схемы сборки

Виды батарей

Зарядное устройство (зарядка) для шуруповерта: виды и схемы сборки

Аккумуляторы неодинаковы по типам и режимы заряда у них могут быть разными.  Никель-кадмиевые (Ni-Cd) батареи являются очень хорошим источником энергии, способны отдавать большую мощность. Однако, по экологическим причинам их производство прекращено и они будут встречаться все реже и реже. Сейчас всюду их вытеснили литий-ионные аккумуляторы.

Сернокислотные (Pb) свинцовые гелевые аккумуляторы имеют неплохие характеристики, но утяжеляют инструмент и поэтому не пользуются особой популярностью, несмотря на относительную дешевизну.

Поскольку они гелевые (раствор серной кислоты загущается силикатом натрия), то никаких пробок в них нет, электролит из них не вытекает и ими можно пользоваться в любом положении.

(Кстати, и никель-кадмиевые аккумуляторы для шуруповертов тоже относятся к классу гелевых.)

Литий-ионные аккумуляторы (Li-ion) являются сейчас наиболее перспективными и продвигаемыми в технике и на рынке. Их особенностью является полная герметичность ячейки.

Они имеют весьма высокую удельную мощность, безопасны в обращении (благодаря встроенному контроллеру заряда!), выгодно утилизируются, являются наиболее экологически чистыми, имеют малый вес.

В шуруповертах в настоящее время применяются очень часто.

Режимы заряда

Номинальное напряжение Ni-Cd ячейки 1.2 В. Никель-кадмиевый аккумулятор заряжается током от 0.1 до 1.0 номинальной емкости. Это означает, что аккумулятор емкостью 5 амперчасов можно заряжать током от 0.5 до 5 А.

Заряд сернокислотных аккумуляторов хорошо знаком всем людям, держащим в руках шуруповерт, ведь практически каждый их них еще и автолюбитель. Номинальное напряжение ячейки Pb-PbO2 составляет 2.0 В, а ток зарядки свинцового сернокислотного аккумулятора всегда 0.1 C (доля тока от номинальной емкости, см. выше).

Зарядное устройство (зарядка) для шуруповерта: виды и схемы сборки

Литий-ионная ячейка имеет номинальное напряжение 3.3 В. Ток заряда литий-ионного аккумулятора, 0.1 C. При комнатной температуре этот ток можно плавно повышать до 1.0 С – это быстрый заряд. Однако, это годится только для тех батарей, которые не были переразряжены.

При заряде литий-ионных батарей следует точно соблюдать напряжение. Заряд производится до 4.2 В точно. Превышение резко снижает срок службы, понижение – уменьшает емкость. При зарядке следует следить за температурой. Теплый аккумулятор следует либо ограничить током до 0.

1 С, либо отключить до остывания.

ВНИМАНИЕ! При перегреве литий-ионного аккумулятора при зарядке свыше 60 градусов Цельсия возможен его взрыв и возгорание! Не следует слишком полагаться на встроенную электронику безопасности (контроллер заряда).

При заряде литиевой батареи, контрольное напряжение (напряжение окончания заряда) образует приблизительный ряд (точные напряжения зависят от конкретной технологии и указаны в паспорте на батарею и на ее корпусе):

Читайте также:  Шиномонтаж своими руками: конструкция самодельного станка, процесс сборки
Число элементов Номинал. напр., В По паспорту, В Конец заряда, В
1 3.6 3.6 4.2
2 7.2 7 8.4
3 10.8 10 12.6
4 14.4 12 16.8
5 18 18 21.0

Напряжение заряда следует контролировать мультиметром или схемой с компаратором напряжения, настроенным точно на применяемую батарею. Но для “электронщиков начального уровня” реально можно предложить только простую и надежную схему, описанную в следующем разделе.

Зарядное устройство + (Видео)

Зарядное устройство, которое предлагается ниже, обеспечивает нужный зарядный ток для любого аккумулятора из всех перечисленных. Шуруповерты питаются от аккумуляторов с разными напряжениями 12 вольт или 18 вольт.

Это неважно, главный параметр зарядного устройства для аккумуляторов – ток заряда. Напряжение зарядного устройства при отключенной нагрузке всегда выше номинального, оно падает до нормы при подключении батареи при заряде.

В процессе заряда оно соответствует текущему состоянию аккумулятора и обычно чуть выше номинального в конце заряжания.

Зарядное устройство (зарядка) для шуруповерта: виды и схемы сборки

Зарядное устройство представляет собой генератор тока на мощном составном транзисторе VT2, который питается от выпрямительного мостика, подключенного к понижающему трансформатору с достаточным выходным напряжением (см. таблицу в предыдущем разделе).

Этот трансформатор должен также иметь достаточную мощность, чтобы обеспечить необходимый ток при длительной работе без перегрева обмоток. Иначе он может сгореть.

Ток заряда выставляется регулировкой резистора R1 при подключенном аккумуляторе. Он остается постоянным в процессе заряда (тем постоянней, чем выше напряжение от трансформатора.

Примечание: напряжение от трансформатора не должно превышать 27 В).

Резистор R3 (не менее 2 Вт 1 Ом) ограничивает максимальный ток, а светодиод VD6 горит, пока идет заряд. К концу заряда, свечение светодиода уменьшается и он гаснет. Тем не менее, не забывайте про точный контроль напряжения литий-ионных аккумуляторов и их температуру!

Все детали в описанной схеме монтируются на печатной плате из фольгированного текстолита. Вместо диодов, указанных в схеме, можно взять русские диоды КД202 или Д242, они довольно доступны в старом электронном ломе.

Располагать детали надо так, чтобы на плате оказалось как можно меньше пересечений, в идеале ни одного. Не следует увлекаться высокой плотностью монтажа, ведь вы собираете не смартфон.

Распаивать детали вам будет значительно легче, если между ними останется по 3-5 мм.

Транзистор должен быть установлен на теплоотводе достаточной пощади (20-50 см.кв). Все части зарядного устройства лучше всего смонтировать в удобный самодельный корпус. Это будет самым практичным решением, в работе вам ничто не будет мешать.

Но здесь могут возникнуть большие сложности с клеммами и подключением к аккумулятору. Поэтому лучше сделать так: взять старое или неисправное зарядное устройство у знакомых, подходящее к вашей модели аккумулятора, и подвергнуть его переделке.

  • Вскрыть корпус старого зарядного устройства.
  • Удалить из него всю бывшую начинку.
  • Подобрать следующие радиоэлементы:
 Поз.  Описание
 VD1-VD4  1N4001 диод выпрямительный
 VD5  диод
 VD6  VD6 светодиод, красный или зеленый, любого типа
 C1  C1 К50-35 или аналогичный 220-1000 мФ от 50 В
 C2  C1 К50-35 или аналогичный 220-1000 мФ от 50 В
 R1  переменный резистор 10 ком, желательно проволочный
 R2  резистор МЛТ-0,25 330 Ом
 R3   резистор МЛТ-2, 1 Ом
 VT1  транзистор КТ361В, Г
 VT2  транзистор КТ829В (устанавливается на радиатор пл. 20 – 50 кв. см
 Т1  Трансформатор силовой 220 В / 24 В, мощность 100 Вт
  • Выбрать подходящий размер для печатной платы, помещающейся в корпус вместе с деталями из приведенной схемы, нарисовать нитрокраской ее дорожки по принципиальной схеме, протравить в медном купоросе и распаять все детали. Радиатор для транзистора нужно установить на алюминиевой пластинке так, чтобы она не касалась ни с какой частью схемы. Сам транзистор плотно прикручивается к ней винтиком и гайкой М3.
  • Собрать плату в корпусе и припаять клеммы по схеме строго соблюдая полярность. Вывести провод для трансформатора.
  • Трансформатор с предохранителем на 0.5 А установить в небольшой подходящий корпус и снабдить отдельным разъемом для подключения переделанного зарядного блока. Лучше всего взять разъемы от компьютерных блоков питания, папу установить в корпус с трансформатором, а маму подключить к диодам мостика в зарядном устройстве.

Собранное устройство будет работать надежно если вы аккуратно и тщательно проделали

Источник: http://instrument-blog.ru/elektroinstrumenty/delaem-zaryadnik-dlya-shurupovyorta.html

Зарядка для шуруповерта: устройство, виды и как сделать своими руками- особенности схем блока зарядки.+Видео и Фото

Зарядное устройство (зарядка) для шуруповерта: виды и схемы сборкиДрель и аккумуляторный Шуруповерт– незаменимый прибор в ремонтных работах. Данный электрический инструмент получает питание от электросети или батареи. Разновидность дрели, работающей на аккумуляторе, требует приобретения устройства для зарядки.

Зачастую, производители выпускают такие агрегаты в комплекте.

Зарядка для шуруповерта, как и любая другая техника со временем выходит из строя, чтобы продлить срок эксплуатации и не допустить неприятностей в ее работе, следует изучить инструкцию по использованию.

Виды зарядок для шуруповерта

Классификация

Зарядные устройства для дрелей различаются по стоимости, особенностям работы и их принципам. Несмотря на общую функциональность, зарядки для шуруповерта различаются по внутреннему устройству.

По способу превращения напряжения электрической сети, зарядные устройства делятся на:

  • Зарядное устройство (зарядка) для шуруповерта: виды и схемы сборкиТрансформаторные;
  • Импульсные (инверторные).

Трансформаторные зарядки для шуруповерта – устройства требующие простой электробазы

Они появились первоначально. Конструкция данного аппарата состоит из:

  • Трансформатора;
  • Контролирующей схемы;
  • Выпрямительного моста;
  • Фильтрующей емкости;
  • Стабилизатора тока.

Главным недостатком такого устройства является большой вес и крупногабаритность. Это обусловлено тем, что такие размеры прямопропорционально увеличивают мощь агрегата. В связи с этим, наблюдается прямая зависимость размера и мощности. Трансформаторные зарядки малого размера выдают небольшую мощность, что влияет на время полного заряда дрели.

Инверторные зарядки для шуруповерта

Работают по другому принципу. Они применяют превращение входящего напряжения в электрический высокочастотный ток зарядки шуруповерта.

Данный метод работы дает возможность применять трансформатор малого размера, которые работают с большими показателями мощности.

Инверторные зарядные устройства, имея значительно меньшие размеры, продуцируют электрический ток для зарядки в значительных величинах. Время, затрачиваемое на подзарядку аккумулятора, уменьшается до 1 часа или меньше.

Аналоговые зарядки для шуруповерта

…с блоком питания внутри

Зарядное устройство (зарядка) для шуруповерта: виды и схемы сборкиПопулярность данных агрегатов объясняется невысокой ценой. Для бытового использования подойдет агрегат с меньшей функциональностью. Зарядное устройство должно отвечать требованию по быстрой токовой нагрузке и скорости заряда.

Примечание. Чтобы начать заряд шуруповерта, нужно создать напряжение зарядки шуруповерта блока питания на выходе больше, чем индикатор батареи устройства.

Работа аналоговых зарядок с блоком питания предельно проста. Использование такого прибора осуществляется в качестве стабилизатора. На практике совсем не важного, какого типа батарея применяется.

Аккумуляторные шуруповерты пользуются популярностью у тех, кто планирует использовать их лишь для домашних работ. Очень важным моментом является знание особенностей ремонта агрегатов в случае поломки.

Блок питания такого типа можно собрать собственноручно. Спайка схем зарядки шуруповерта осуществляется на плате универсальной. Лучшим прибором для рассевания тепла является радиатор из меди площадью 20 см².

Примечание. Стабилизатор используется в работе по принципу компенсации. Излишки энергии выводят в виде тепла.

Выходной трансформатор обеспечивает выработку переменного напряжения зарядки шуруповерта на понижение понижается с 220 В до 20 В. Расчет мощности трансформатора, происходит по току напряжения на выходе зарядного устройства.

Диодный мост организовывает выпрямление переменного электротока, после чего он становится пульсирующим. Такой нюанс, все же, оказывает негативное воздействие на работу схем. Пульсацию сглаживают конденсатором фильтрующим. Микросхема КР 142ЕН применяется в качестве стабилизатора.

Для создания напряжения 12 В, нужно применить микросхему с индексом 8Б. также, применяются резисторы. Данные типы агрегатов работают без режима автоматизации процесса. Для контроля заряда, можно собрать простую схему на транзисторе VT1. В схеме наличествует диод VD2.

При достижении напряжения заряда, индикатор зарядки шуруповерта гаснет.

Современные системы имеют в комплектации коммутатор. Это позволяет отключать напряжение по завершению процесса заряда. Покупая дешевую дрель, вы получите в комплектации обычное зарядное устройство. В связи с этим, случаи поломки агрегата случают намного чаще, нежели у дорогих моделей.

Именно поэтому, знания по сборке зарядчика пригодятся каждому обладателю недорогих шуруповертов. Собранный собственноручно зарядник может прослужить намного дольше приобретённого в магазине.

Для подбора значения батареи шуруповерта, нужно будет методом проб и ошибок настроить работу стабилизатора и трансформатора.

…с наружным блоком питания

Схема такого зарядника отличается простотой. В комплектации есть блок питания сетевой и зарядное устройство. Схема блока зарядки шуруповерта имеет стандартную комплектацию: трансформатор, диодный мост, конденсаторный фильтр, выпрямитель. На выходе выдает 18 В.

Управляется при помощи маленькой платы, которая соразмерна спичечному коробку. Такие устройства не имеют системы теплоотвода, что сказывается на сроке эксплуатации. Данный агрегат очень быстро приходит в непригодность.

Чтобы зарядить дрель без аккумулятора воспользуйтесь следующими рекомендациями:

  • Зарядное устройство (зарядка) для шуруповерта: виды и схемы сборкиОбзаведитесь источником питания. Если заводской блок в рабочем состоянии, можно организовать элементарную схему управления. В случае неисправности всего комплекта, можно применить зарядник ноутбука. На выходе вы получите необходимые 18 В.
  • Соберите электросхемы. Детали можно выпаять из старых приборов бытового назначения.
  • Установите на входе стабилизатор 18 В. Схема управления зарядки аккумулятора дрели шуруповерта, работает на транзисторе КТ817. Для усиления работы установите транзистор КТ818, который оборудован радиатором для отведения тепла. В зависимости от тока зарядки, на нем можно рассеивать до 10 Вт. Мощность радиатора должна обладать площадью 30 – 40 см².

Важно! Аналоговые агрегаты имеют один существенный недостаток – долгий период полного заряда. Данный момент не является критичным для шуруповертов домашнего использования.

Импульсная зарядка для шуруповерта

Профессиональное использование требует использование инструментов, которые готовы работать длительный период без подзарядки. Высокая функциональность обуславливает соответственную стоимость приборов, они не могут стоить дешево. Комплектация таких агрегатов предусматривает наличие 2 батарей.

Импульсная схема блока зарядки шуруповерта имеет умную схему управления, что в свою очередь обеспечивает стопроцентную зарядку всего за 1 час.

Среди положительных качеств данных устройств, следует отметить их небольшие размеры, высокий ток заряда, наличие системы защиты. Учитывая данные моменты, схема такого зарядника устроена довольно сложно.

Те, кому такие устройства не по карману, могут соорудить зарядник самостоятельно. Таким образом, вы сможете сэкономить в 2 раза.

Зарядки никель-кадмиевых аккумуляторных шуруповертов, оснащены третьим сигнальным контактом. Сборка схемы агрегата на MAX713 – самая часто применяемая. На выходе напряжение составляет 25 В при постоянном электрическом токе.

Читайте также:  Сварочный аппарат ресанта саи 250: принцип работы, характеристики, достоинства и недостатки

Зарядка имеет несколько интеллектуальных функций. После проверки уровня напряжения, осуществляют запуск режима ускорения заряда, что дает возможность предупредить эффект памяти. Полная зарядка завершается по прошествии 1,5 час. Такая схема дает возможность выбрать тип аккумулятора и усилия заряда.

Блок питания

Ситуации, когда дрель работает, а зарядник сломался, не редкость. Способов решения проблемы есть предостаточно, но в связи с тем, что детали имеют токсичность, не все хотят иметь с ними дело. Для продолжения работы шуруповерта, необходимо подключить

Чтобы продолжать работать с шуруповертом, следует подсоединить наружный блок зарядки шуруповерта.

Батареи по 14,4 В в китайских моделях позволяют применять автомобильный аккумулятор. Другим вариантом решения проблемы станет трансформатор с напряжением на выходе 15 — 17 В. Все необходимые детали вполне доступны по цене. Вам понадобятся диодный мост и термостат. Необходимости в приобретении стабилизатора нет.

Итоги

Для того, чтобы собрать зарядку аккумулятора дрели своими руками, необходимо изучить схему инструмента и характеристики деталей. Для работы вам понадобится паяльник и умение обращаться с ним. Если блок питания профессионального инструмента выйдет из строя, его можно переделать на сетевой.

  • Akson.ru- это интернет-гипермаркет строительных и отделочных материалов!
  • homex.ru- HomeX.ru предлагает большой выбор качественных отделочных, материалов, света и сантехники от лучших производителей с быстрой доставкой по Москве и России.
  • Instrumtorg.ru – это интернет – магазин строительного, автомобильного, крепежного, режущего и другого инструмента, необходимого каждому мастеру.
  • Qpstol.ru — «Купистол» стремится предоставить лучший сервис своим клиентам. 5 звёзд на ЯндексМаркет.
  • Lifemebel.ru- гипермаркет мебели с оборотом более 50 000 000 в месяц!
  • Ezakaz.ru- Представленная на сайте мебель изготавливается на собственной фабрике в Москве, а так же проверенными производителями из Китая, Индонезии, Малайзии и Тайваня.»
  • Mebelion.ru- – крупнейший интернет-магазин по продаже мебели, светильников, интерьерного декора и других товаров для красивого и уютного дома.

Источник: https://domsdelat.ru/instrumenty/zaryadka-dlya-shurupoverta-ustrojstvo-vidy-i-kak-sdelat-svoimi-rukami-osobennosti-sxem-bloka-zaryadki-video-i-foto.html

Зарядное устройство для шуруповерта

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.

Видео

Источник: https://amperof.ru/instrument/zaryadnoe-ustrojstvo-dlya-shurupoverta.html

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector