Как сделать блок питания для шуруповерта на 12В
Создать БП на 12В несложно, потому что используется меньшее количество деталей внутри схемы. Можно не перепаивать резисторы, трансформаторы.
Замена аккумулятора собранным БП
Подходящий способ – поместить выпрямитель напряжения из другого устройства в корпус аккумулятора или соединить их. Таким образом, шуруповерт становится сетевым.
Для выполнения переделки необходимо следовать следующей инструкции:
- Отвинтить 4 винта на крышке аккумулятора.
- Убрать все радиодетали из корпуса.
- Извлечь печатную плату из БП другого устройства. Он должен подходить по мощности, напряжения.
- Поместить плату в корпус аккумулятора.
- Спаять провода.
- Просверлить отверстие, которое будет использоваться для входных проводов в корпусе.
Крышка прикручивается на свое место. БП можно питать от сети в 220В, напряжение при зарядке будет зависеть от модели выпрямителя напряжения.
Переделка из трансформатора с выпрямителем
Трансформатор с тороидальным сердечником наиболее эффективно подходит для блока питания шуруповерта. Подобный трансформатор сохраняет удельную мощность, при сохранении небольшого размера и простой конструкции.
Тороидальный трансформатор
Сложность переделки состоит в катушках, важно подобрать напряжение количеством витков. Один виток равняется 2 Вольтам, при условии, что диаметр проволоки трансформатора – 4 мм
Разные слои витков обязательно изолировать друг от друга. Чтобы сделать выпрямитель для аккумуляторного шуруповерта своими руками из трансформатора, нужно иметь базовые знания в сфере радиотехники и приборостроения.
Подойдет трансформатор из ненужного или вышедшего из строя устройства, например, старого лампового телевизора. Вторая обмотка должна иметь напряжение в районе 24-30 Вольт, необходимо превышение входного напряжения аккумулятора на 4-5 Вольт. Если параметры входного напряжения подходят под стандарты создания блока питания для аккумуляторного шуруповерта на 12В своими руками, то можно начинать спаивать выпрямительный мост.
Пример некачественного трансформатора Правильно брать трансформаторы из блоков питания компьютеров, телевизоров. Трансформаторное ферритовое кольцо должно иметь мощность в районе 200-250 Вт. Более мощные аккумуляторные кольца имеют габариты, которые могут помешать монтажу собранного БП в корпус. Электрическую схему следует защитить от коротких замыканий во время сборки при помощи предохранителей и обмотке трансформатора.
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.
Что делать, если ЗУ не заряжает аккумулятор
Причин, почему аккумуляторный шуруповёрт перестал заряжаться может быть несколько:
- сгорел предохранитель;
- переломлен провод;
- проблемы с аккумулятором;
- аккумулятор перегрелся, микроконтроллер принудительно ограничил заряд;
- загрязнён коннектор.
Перелом провода зарядного устройства.
Наличие аккумулятора в строительном инструменте существенно расширяет область использования, делает работу комфортной. Одновременно, у пользователя появляется необходимость контролировать уровень зарядка АКБ, регулярно восполнять энергию
Важно, чтобы зарядное устройство было исправным, подходило под тип аккумулятора шуруповёрта, при необходимости позволяло заряжать запасную батарею, когда основная находится в работе
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.
- Неисправный элемент обрезается и паяльником припаивается новый. Это касается литий — ионных батарей. Так как восстановить их работу не представляется возможным.
- 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.
Схема трансформаторного блока питания шуруповёрта
Напоследок сделаем своими руками трансформаторный блок питания для шуруповёрта 12, 14 или 18 В. Такой источник, конечно, будет достаточно громоздким, но прелесть конструкции заключается в её простоте. С повторением схемы справится и начинающий радиотехник, имеющий лишь общие знания по электротехнике.
Для этого самодельного блока питания понадобится трансформатор, способный выдать необходимый нам ток при напряжении 12–13 В (для 12-вольтового инструмента), 14–16 В (для 14-вольтового) или 18–20 В для 18-вольтового инструмента. Ещё придётся найти 4 мощных выпрямительных диода и несколько электролитических конденсаторов.
Если у нас шуруповёрт на 12 вольт, потребляющий ток до 10 А (большинство бытовых), то можно взять унифицированный анодно-накальный трансформатор ТАН-138-127/220-50 (ТАН-138 220-50), имеющий 2 обмотки по 6,3 В при токе 10 А. Весит он, правда, более 6 кг.
| Обмотка | Напряжение, В | Номинальный ток, А |
| 1–2, 4–5 | 110 | 3,9/2,3 |
| 2–3, 5–6 | 7 | 3,9/2,3 |
| 7–8 | 355 | 0,285 |
| 16–17 | 355 | 0,285 |
| 9–10 | 200 | 0,25 |
| 18–19 | 200 | 0,25 |
| 11–12 | 25 | 0,285 |
| 20–21 | 25 | 0,285 |
| 13–14 (15) | 5 (6,3) | 10 |
| 22–23 (24) | 5 (6,3) | 10 |
Ещё один вариант — накальный трансформатор ТН-61-127/220-50 (ТН-61 220-50). Он сможет обеспечить ток 8 А при напряжении 12,6 В (две обмотки) или 18,9 В (3 обмотки). Весит он хоть и поменьше, но тоже немало — 3 кг.
| Обмотка | Напряжение, В | Номинальный ток, А |
| 1–1а, 4–4а | 3,2 | 1,66/0,95 |
| 1–1б, 4–4б | 6,3 | 1,66/0,95 |
| 1–2, 4–5 | 110 | 1,66/0.95 |
| 1–3, 4–6 | 127 | 1,66/0,95 |
| 4–8 | 6,3 | 6,1 |
| 9–10 | 6,3 | 8 |
| 11–12 (13) | 5 (6,3) | 8 |
| 14–15 (16) | 5 (6,3) | 8 |
Если мы обладаем соответствующими знаниями и навыками, то для изготовления БП можно использовать любой разборный сетевой трансформатор мощностью 200–250 Вт. Разбираем, сматываем все вторичные обмотки, оставив лишь сетевую, и вместо них наматываем одну вторичную на нужные напряжение и ток.
Если в нашем распоряжении есть трансформатор с тороидальным сердечником, то лучше предпочесть его. Перематывать сложнее, но, во-первых, его не нужно разбирать, значит, не будет проблем с гудением после сборки. Во-вторых, габариты такого трансформатора при той же мощности намного меньше.
Какие нужны диоды? Подойдут любые выпрямительные, выдерживающие ток 10–20 А и обратное напряжение не ниже 30–40 В. Конденсаторы электролитические на напряжение не ниже 25 В (для 12-вольтового блока питания) и один бумажный неполярный с ёмкостью 1 мкФ на рабочее напряжение не ниже 400 В. Впрочем, без последнего можно обойтись. А теперь взглянем на схему.
Сетевое напряжение поступает на трансформатор Tr1, понижается до необходимой величины, выпрямляется диодным мостом VD1–VD4 и по проводам подаётся на инструмент, в рукоять или отсек, из которого удалены неисправные аккумуляторы, установлены конденсаторы С3–С5. Они являются накопителями энергии и обеспечивают высокий пусковой ток во время включения шуруповёрта.
Конденсатор С1, включённый параллельно сетевой обмотке трансформатора, уменьшает реактивную составляющую индуктивной нагрузки (трансформатора) и несколько увеличивает КПД устройства. Как указывалось выше, без него можно обойтись. Собирая прибор, не забываем установить диоды на радиаторы, электрически не соединённые друг с другом. Если радиатор общий (к примеру, металлический корпус или шасси блока питания), то диоды на него устанавливаем через слюдяные изолирующие прокладки.
Вот мы и выяснили, как запитать аккумуляторный шуруповёрт от сети. Теперь сможем подобрать подходящий для этих целей блок питания или изготовить его самостоятельно.
Сейчас читают:
Как переделать аккумуляторный шуруповерт на 12 или 18В в сетевой своими руками
Как сделать импульсный блок питания своими руками: лучшие сборки и схемы
Блок питания что это такое и какими они бывают
Как сделать блок питания или зарядное устройство из компьютерного БП ATX
Как можно использовать блок питания от компьютера
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.
Аналоговый зарядник
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.
Импульсное ЗУ
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.
ЗУ из лампового телевизора
Первой будет схема, пожалуй, самая простейшая, и справиться с ней сможет практически любой автолюбитель.
Для изготовления простейшего зарядного устройства понадобиться всего лишь две составные части – трансформатор и выпрямитель.
Главное условие, которым должно соответствовать зарядное устройство – это сила тока на выходе из прибора должна составлять 10% от емкости АКБ.
То есть, зачастую на легковых авто применяется батарея на 60 Ач, исходя из этого, на выходе из прибора сила тока должна быть на уровне 6 А. При этом напряжение 13,8-14,2 В.
Если у кого-то стоит старый ненужный ламповый советский телевизор, то лучше трансформатора, чем из него не найти.
Принципиальная схема зарядного устройства из телевизора имеет такой вид.
Зачастую на таких телевизорах устанавливался трансформатор ТС-180. Особенностью его являлось наличие двух вторичных обмоток, по 6,4 В и силой тока 4,7 А. Первичная обмотка тоже состоит из двух частей.
Вначале потребуется выполнить последовательное подключение обмоток. Удобство работ с таким трансформатором в том, что каждый из выводов обмотки имеет свое обозначение.
Для последовательного соединения вторичной обмотки нужно соединить между собой выводы 9 и 9\’.
А к выводам 10 и 10\’ – припаять два отрезка медного провода. Все провода, которые припаиваются к выводам должны иметь сечение не менее 2,5 мм. кв.
Что касается первичной обмотки, то для последовательного соединения нужно соединить между собой выводы 1 и 1\’. Провода с вилкой для подключения к сети нужно припаять к выводам 2 и 2\’. На этом с трансформатором работы завершены.
Далее нужно сделать диодный мост. Для этого потребуется 4 диода, способных работать с током в 10 А и выше. Для этих целей подойдут диодные мосты Д242 или аналоги Д246, Д245, Д243.
На схеме указано, как должно производится подключение диодов – к диодному мосту припаиваются провода, идущие от выводов 10 и 10\’, а также провода, которые будут идти к АКБ.
Не стоит забывать и о предохранителях. Один из них рекомендуется установить на «плюсовом» выводе с диодного моста. Этот предохранитель должен быть рассчитан на ток не более 10 А. Второй предохранитель (на 0,5 А) нужно установить на выводе 2 трансформатора.
Перед началом зарядки лучше проверить работоспособность устройства и проверить его выходные параметры при помощи амперметра и вольтметра.
Иногда бывает, что сила тока несколько больше, чем требуется, поэтому некоторые в цепь установить 12-вольтовую лампу накаливания с мощностью от 21 до 60 Ватт. Эта лампа «заберет» на себя излишки силы тока.
Восстановление работоспособности дрели
Работая с повышенными нагрузками и в загрязнённой ремонтной среде, шуруповерт может сломаться. Самые частые причинами неисправностей — это грязь или пыль. Иногда отвёртка перестаёт работать, когда медные соединения на контактах окисляются. Отремонтировать и одновременно сделать настройку шуруповёрта своими руками можно после изучения инструкции завода-изготовителя в такой последовательности:
Перед любыми видами ремонтных работ необходимо принять меры предосторожности.
Перед заменой патрона или снятием корпуса убедится, что электрическая отвёртка не подключена к питанию.
Попробуйте включить инструмент через аккумуляторную батарею. Если она не функционирует, возможно, неисправность в батарее или источнике питания
Замените аккумулятор и проверьте работу. Если электрическая отвёртка не прокручивается, возможно, внутри что-то блокирует пуск и придётся снять патрон.
Для этого необходимо с помощью отвёртки ослабить винты, и осторожно вынуть патрон. Перед чем нужно убедиться, что есть резервная деталь для замены.
Осторожно открутить корпус с помощью отвёртки. Открыть его, приподнять и проверить устройство на наличие внутренних дефектов.
Очистка медного соединения. Если они покрыты пылью или медной окисью, нужно их очистить. Для этого можно использовать наждачную бумагу до тех пор, пока поверхности не станут блестящими и гладкими.
Вытереть инструмент от пыли и медных опилок мягкой тканью.
Сохранить схему подключения, сделав фотоснимки и чертёж на бумаге
Это очень важно иначе сложно будет собрать провода точно так же, как до ремонта.
Замена и повторная сборка. Определить узлы, где детали заклинен и осторожно заменить их.
Собрать отвёртку, подсоединить провода и установить корпус.
Устранение неисправности адаптера
Очень часто случается так, что пользователь заряжает аккумулятор, а он перестаёт работать практически сразу, индикатор сообщает о разрядке батарей. В этом случае необходима диагностика, чтобы определит точно, что неисправно — аккумулятор или зарядное устройство.
Если беспроводной механизм (со встроенной перезаряжаемой батареей) не работает, не хватает мощности, нужно убедиться что:
- Питание включено на выходе и розетка не подключена к сети.
- Проверить электрический шнур и заменить его, если он неисправен.
- Опробовать блок питания и выполнить ремонт.
- Если беспроводное устройство или перезаряжаемые батареи работают в течение более коротких периодов между подзарядами, вероятно, они изношены. Нужно осмотреть их на наличие повреждений или утечек и при необходимости заменить.
Самостоятельная зарядка литий-ионных батарей
Иногда для старых моделей инструмента невозможно приобрести новый зарядник и необходима доработка или сделать новый самостоятельно. Для свинцово-кислотных батарей Ni-Cd и Li-ion потребуется схема зарядного устройства для шуруповёрта 18 вольт. Основными особенностями этого универсального источника являются:
- Напряжение постоянного тока.
- Автоматическое отключение при полной зарядке.
- Максимальный ток 5 ампер, аккумуляторы могут заряжаться в обычном режиме.
- Полностью настраиваемый режим согласно спецификациям батареи.
- Низкая себестоимость.
- Оптимальная электросхема. Никаких специальных деталей не требуется, все они стандартные и легко доступны.
- Светодиодные индикаторы для контроля состояния отсечки и зарядки.
- Подходит для гаражей и домашнего использования.
При глубокой зарядке батарея может перегреваться, что должно быть защищено автоматической схемой контроллера температуры или охлаждением вентилятора. Список деталей для ремонта шуруповёрта своими руками:
- Резисторы.
- Конденсаторы.
- Симистры.
- Стабилитроны.
- Редуктор.
Проверка состояния АКБ при помощи мультиметра
Будет полезно, чтобы определить причину, по которой батарея не заряжается. Процедура выявит работоспособность аккумуляторов. Приведем простые в реализации методы, которые можно использовать в домашних условиях. Подготовьте оборудование: помимо мультиметра потребуются инструменты для разборки АКБ (плоскогубцы, паяльник, отвертка, нож.
- Проверьте батарею на зарядке, снимая показания с интервалом 30 минут. Вольтаж должен стабильно возрастать до полной зарядки.
- Быстрый метод проверки состояния АКБ. Замеряем U вхолостую. Сопоставляем результат с реальным напряжением и количеством элементов Показатели разнятся – АКБ имеет нерабочие части, которые требуется заменить.
Самодельные приборы для заряда
Самостоятельно сделать зарядку для шуруповёрта на 12 вольт своими руками, по аналогии с той, что применяется в ЗУ Интерскол, довольно просто. Для этого потребуется воспользоваться способностью термореле разрывать контакт при достижении определённой температуры.
В схеме R1 и VD2 представляют собой датчик прохождения тока заряда, R1 предназначен для защиты диода VD2. При подаче напряжения транзистор VT1 открывается, через него проходит ток и светодиод LH1 начинает светиться. Величина напряжения падает на цепочке R1, D1 и прикладывается к аккумулятору. Ток заряда проходит через термореле. Как только температура аккумулятора, к которому подключено тепловое реле, превысит допустимое значение, оно срабатывает. Контакты реле переключаются, и ток заряда начинает протекать через сопротивление R4, светодиод LH2 загорается, сообщая об окончании заряда.
Схема на двух транзисторах
Ещё одно простое устройство можно выполнить на доступных элементах. Эта схема работает на двух транзисторах КТ829 и КТ361.
Величина тока заряда управляется транзистором КТ361 к коллектору, которого подключён светодиод. Этот транзистор также управляет состоянием составного элемента КТ829. Как только ёмкость батареи начинает увеличиваться, ток заряда уменьшается и светодиод соответственно плавно гаснет. Сопротивлением R1 задаётся максимальный ток.
Момент полного заряда батареи определяется необходимым напряжением на ней. Требуемая величина выставляется переменным резистором на 10 кОм. Чтобы её проверить, понадобится поставить вольтметр на клеммах подключения батареи, не подключая её саму. В качестве источника постоянного напряжения используется любой выпрямительный блок, рассчитанный на ток не менее одного ампера.
Использование специализированной микросхемы
Производители шуруповёртов стараются снизить цены на свою продукцию, часто это достигается путём упрощения схемы ЗУ. Но такие действия приводят к быстрому выходу из строя самой батареи. Применяя универсальную микросхему, предназначенную именно для ЗУ компании MAXIM MAX713, можно добиться хороших показателей процесса заряда. Вот как выглядит схема зарядного устройства для шуруповёрта на 18 вольт:
Микросхема MAX713 позволяет заряжать никель-кадмиевые и никель-металл-гидридные аккумуляторы в режиме быстрого заряда, током до 4 C. Она умеет отслеживать параметры батареи и при необходимости снижать ток автоматически. По окончании зарядки схема на основе микросхемы практически не потребляет энергии от аккумулятора. Может прерывать свою работу по времени или при срабатывании термодатчика.
HL1 служит для индикации питания, а HL2 — для отображения быстрого заряда. Настройка схемы заключается в следующем. Для начала выбирается зарядный ток, обычно его значение составляет величину равную 0,5 C, где C — ёмкость аккумулятора в амперчасах. Вывод PGM1 соединяется с плюсом напряжения питания (+U). Мощность выходного транзистора рассчитывается по формуле P=(Uвх — Uбат)*Iзар, где:
- Uвх – наибольшее напряжение на входе;
- Uбат – напряжение на аккумулятор;
- Iзар – зарядный ток.
Сопротивление R1 и R6 рассчитывается по формулам: R1=(Uвх-5)/5, R6=0.25/Iзар. Выбор времени, через которое зарядный ток отключится, определяется подключением контактов PGM2 и PGM3 к разным выводам. Так, для 22 минут PGM2 оставляется неподключенным, а PGM3 соединяется с +U, для 90 минут PGM3 коммутируется с 16 ногой микросхемы REF. Когда понадобится увеличить время зарядки до 180 минут PGM3 закорачивают с 12 ногой MAX713. Наибольшее время 264 минуты достигается соединением PGM2 со второй ногой, а PGM3 с 12 ногой микросхемы.
