Зарядные устройства для шуруповерта

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.

Виды батарей

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).

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):

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 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

Зарядные устройства для инструментов всегда есть в арсенале мастеров, регулярно производящих работы в условиях отсутствия электроснабжения. Компактные приборы помогают пополнить уровень питания батарей, за счет которых функционируют шуруповерт, дрель и другая техника. В продаже представлены приспособления, совместимые с аккумуляторами разного типа, поэтому перед покупкой необходимо изучить все технические нюансы. Известные бренды создали надежные и долговечные зарядные устройства для инструментов. Большинство моделей оснащено системами защиты от перепадов напряжения, неверного соединения полярности и других негативных факторов. Несомненным плюсом станет встроенный кулер для охлаждения и самого прибора, и установленного в гнездо аккумулятора. Управление не требует от пользователя специальных знаний и навыков. Наличие светодиодных датчиков, которые оповещают об окончании перезарядки, избавит вас от необходимости непрерывно контролировать процесс. Если вы пользуетесь большим количеством техники, присмотритесь к моделям с отделениями для 2 и более батарей. Скорость пополнения уровня питания зависит как от показателя максимального тока самого зарядного устройства, так и от емкости аккумулятора. В интернет-магазине DNS представлены приборы разных торговых марок. Вы можете ознакомиться с подробными описаниями, фотографиями каждой модели, а затем купить зарядные устройства для инструментов онлайн.

В последние десятилетия появилось множество приборов, использующих для обеспечения автономной работы аккумуляторы или батареи постоянного тока. Это электроинструменты, телефоны, компьютеры, различные бытовые приборы. К каждому из них, как правило, прилагается зарядное устройство для поддержания аккумулятора в рабочем состоянии. Увы, нередко возникают ситуации, при которых батарея не заряжается вовсе или разрядка наступает очень быстро. Одной из причин возникновения таких явлений может быть неисправность зарядного устройства (ЗУ).

Принцип работы

Работа зарядного устройства основана на понижении напряжения и преобразовании переменного тока в постоянный. Для этого в схеме присутствует понижающий трансформатор и диодный мост.

Напряжение зарядки должно быть на 5-10% выше номинального значения этого параметра у батареи, а величина тока зарядки должна быть около 10% от ее емкости.

Иногда подзарядка телефона производится от аккумулятора постоянного тока автомобиля. В этом случае выпрямление (преобразование из переменного в постоянный) не нужно.

Проверка

Для проверки работоспособности трансформатора ЗУ достаточно подключить параллельно выводам лампу, номинал которой соответствует зарядному устройству. Можно проверить наличие напряжения на выводах зарядного устройства тестером (цифровым мультиметром).

Полное представление о состоянии можно получить только при проверке зарядного устройства мультиметром. Для различных приборов подзарядка происходит по-разному, и очевидно, методы проверки различны.

Мобильные телефоны и компьютеры

Проверка ЗУ мобильного телефона или планшетного компьютера сводится к измерению напряжения на выводах. Оно должно соответствовать указанному в руководстве по эксплуатации или наклейке (маркировке) на корпусе.

Мультиметр переводится в режим измерения напряжения постоянного тока, если он не поддерживает функцию автоматической настройки. Иногда контакты разъема ЗУ настолько малы, что добраться до них щупами мультиметра не представляется возможным.

В этом случае можно аккуратно воспользоваться обычными стальными швейными иглами. Если и в этом случае произвести измерение невозможно, необходимо разобрать корпус ЗУ и найти выводы, к которым припаиваются концы электрошнура.

Электроинструменты и бытовая техника

Зарядку аккумуляторов электроинструментов производят при помощи более совершенных приборов. Такие ЗУ имеют, как правило, три вывода: два силовых и один управляющий. Управляющий служит для передачи информации о состоянии батареи в ЗУ. При достижении номинального заряда или перегреве аккумулятора, ток ЗУ ограничивается.

Для проверки измеряется напряжение на выводах силовых контактов. На этом проверка и закончилась бы, но бывают случаи, когда при исправном ЗУ аккумуляторы не заряжаются, или же оно отключается очень быстро, не зарядив батарею.

В этом случае необходимо измерять напряжение зарядки при подключенном аккумуляторе. Так как зарядные устройства выполнены с контактами, защищенными от доступа посторонних предметов, придется разобрать корпус и припаять к выводам провода. Иногда это сделать просто, а иногда приходится приложить усилие, проделывая борозды в корпусе острым ножом.

После этого можно проверить заряд с помощью мультиметра, используя для подключения провода. Если измеряемая величина колеблется от номинальной до нуля, скорее всего, произошло ослабление силовых контактов. Если происходит преждевременное отключение, необходимо обратить внимание на управляющий контакт.

Если после восстановления контакта происходит неполный заряд батареи, причина не в зарядном устройстве, а в терморезисторе, установленном в самом аккумуляторе.

Автомобили и мотоциклы

Особого внимания заслуживает способ проверки зарядных устройств для автомобильных аккумуляторов. Они используются для периодической зарядки, когда автомобиль или мотоцикл используется редко и зарядка от генератора не производится.

Такие ЗУ могут быть довольно мощными, использоваться и как пусковые устройства, выдающие большой ток. В их конструкцию могут быть включены вентиляторы охлаждения, измерительные приборы – вольтметр и амперметр или контрольная лампа в качестве тестера зарядки.

Проверка ЗУ заключается в проверке параметров выдаваемого тока, проверке правильности показаний приборов. В этом случае необходимо четко представлять, как проверять зарядное устройство мультиметром.

В первую очередь измеряется выходное напряжение зарядки. Для заряженного аккумулятора с напряжением 12 В, оно должно быть в пределах 13,2 – 14,4 В.

Напряжение измеряется мультиметром, в режиме DCV, подключенным параллельно выводам ЗУ. Если при полностью разряженной батарее ЗУ не обеспечивает напряжение зарядки более 13,2 В, то применять его нельзя, подзарядка не будет происходить. Одновременно производится поверка вольтметра на корпусе, если он предусмотрен конструкцией.

Следующим шагом производится измерение силы зарядного тока. Если ЗУ автоматическое, он должен соответствовать 1/10 емкости батареи. Если предусмотрено ручное управление, ток выставляется при помощи регулятора. Его измеряется мультиметром в режиме амперметра, включенным в цепь последовательно.

Для пусковых устройств производится проверка при максимальном пусковом токе. Исправное зарядное устройство после отключения должно обеспечить заряд не менее 13,2 В.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *