Внесетевой шуруповерт использует в работе энергию аккумуляторов, которая через какое-то время полностью расходуется. Чтобы восстановить емкость батарей, требуется зарядное устройство для шуруповерта.
Виды зарядных устройств
Приборы для зарядки выполняют одинаковую работу, но различаются внутренним наполнением. Выделяются трансформаторные и аналоговые конструкции. У них блок питания (БП) бывает встроенным или выносным. Более современные модели — импульсные, которые также называют инверторными.
Трансформаторные зарядки отличаются простой электронной базой.
Классическая конструкция (независимо от места расположения БП) включает такие основные элементы:
- понижающий трансформатор;
- выпрямительные диоды;
- конденсаторы;
- устройство стабилизации тока;
- схему контроля зарядки.
Все трансформаторные зарядники имеют большие габариты и массу. Вес определяется обмоткой трансформатора, другие элементы на этот показатель влияют незначительно.
Чем меньше масса устройства, тем дольше проходит зарядка: трансформатор со слабой обмоткой выдает малый ток.
Аналоговые со встроенным блоком питания
Подобные агрегаты пользуются спросом благодаря невысокой цене. Для домашнего инструмента выбирают устройства с минимальными функциями. Основное, на что обращают внимание при выборе, — соответствующая токовая нагрузка и скорость заряда.
Аналоговые устройства с встроенным БП работают с батареями любых типов. Трансформатор понижает сетевое напряжение до 20 В. Его мощность рассчитывается по необходимой силе тока на выходе. Диоды преобразуют переменное напряжение в пульсирующее. Для сглаживания пульсации в схеме присутствуют фильтрующие конденсаторы.
Большинство устройств имеет индикатор, сигнализирующий об окончании процесса. Более современные оснащены коммутатором, отключающим зарядку при достижении аккумуляторами необходимых параметров. В остальных случаях ориентируются на время, указанное в инструкции по эксплуатации.
В комплекте с дешевыми шуруповертами идут зарядные устройства (ЗУ) с минимальной функциональностью. По этой причине они часто ломаются.
Аналоговые с внешним блоком питания
Агрегат состоит из 2 отдельных частей: сетевого блока питания и ЗУ. Электронная база стандартная, аналогичная устройствам со встроенным БП. Управляет зарядкой маленькая плата размером со спичечный коробок. Агрегаты не оснащают радиаторами для отвода тепла, из-за чего они могут перегреваться. Поэтому подобные аппараты служат недолго.
Импульсные
К профессиональным инструментам предъявляется требование продолжительной работы без подзарядки. Приборы оснащаются 2 батареями.
Зарядные устройства для них разработаны по сложной схеме, многофункциональные. Подзарядка аккумуляторов осуществляется в течение всего 1 часа.
Импульсные ЗУ отличаются:
- небольшими размерами;
- высоким зарядным током;
- системой защиты самого прибора и батарей.
Наиболее часто инверторные агрегаты собирают на основе микросхемы MAX713. Выходное напряжение 25 В, сила тока постоянная.
Это умные устройства, которые вначале проверяют уровень напряжения. Затем запускается режим ускоренной зарядки, что предохраняет АКБ от нежелательного эффекта памяти. Полностью разряженный аккумулятор восстанавливает емкость за 1,5 часа. Импульсные схемы позволяют подобрать тип батарей и силу заряда.
Среди ЗУ подобного типа пользуется спросом интеллектуальный прибор «Зубр». Его микропроцессор после оценки состояния источника питания устанавливает оптимальное напряжение и силу тока зарядки. Для автономных ИП с напряжением 18 В многие отдают предпочтение инверторной зарядке «Калибр».
Типы применяемых батарей
Отдельные элементы последовательно соединены и помещены в общий корпус. Химический состав анодов и катодов определяет тип батарейного источника питания.
Сырьем для изготовления служат :
- никель с кадмием (NiCd);
- никель с металлогидридами (NiMH);
- литий (Li-ion).
Емкость — основная характеристика, определяющая продолжительность беспрерывной работы инструмента. Измеряется в миллиамперах (мАч). Каждый элемент имеет свое напряжение в зависимости от типа. Самое большое у литий-ионных — 3,3 В. Напряжение на отдельном элементе никель-кадмиевых и никель-металлогидридных батарей — 1,2 В.
К достоинствам NiCd аккумуляторов относят:
- возможность ускоренной зарядки;
- способность выдерживать высокие нагрузки;
- низкую цену;
- поддержку параметров на морозе.
Емкость наименьшая среди других типов источников питания. Эффект памяти — также существенный недостаток. Перед зарядкой такого аккумулятора его требуется разрядить под нагрузкой почти до нулевых показателей.
Никель-металлогидридные элементы имеют лучшие параметры по сравнению с NiCd. По размерам они одинаковые, но емкость больше. Разработчики устранили из химического состава кадмий, поэтому изделия нетоксичные. Эффект памяти сведен до возможного минимума, саморазряд небольшой. Это средние по цене АКБ с приемлемыми характеристиками, поэтому наиболее часто применяются в шуруповертах.
У Li-ion батарей несколько важных преимуществ:
- высокая емкость;
- низкий саморазряд;
- отсутствие эффекта памяти;
- способность работать на морозе.
Но такие АКБ боятся перегрева и могут взорваться. При глубоком разряде емкость восстановить невозможно. Для уменьшения рисков используют зарядные устройства с микроконтроллером. Все положительные качества отражаются на цене, которая выше, чем у других гальванических ИП.
Тип аккумулятора, возможности зарядного аппарата прямо отражаются на стоимости инструментов. В зависимости от установленных батарей ЗУ бывают на 12, 14 и 18 Вольт.
Самодельные приборы для заряда
Повреждения промышленных зарядных устройств случаются достаточно часто. Первая причина — нестабильное напряжение в сети переменного тока, вторая — выход из строя АКБ. Если прибор не заряжает аккумулятор, решают проблему покупкой нового ЗУ, ремонтом или созданием самодельной конструкции.
Схема на двух транзисторах
Полупроводники, используемые в изделии, — транзисторы КТ829 и КТ361. Их легко купить в радиомагазине или выпаять из старой аппаратуры.
КТ361 служит для управления величиной зарядного тока. К его коллектору подключают светодиодную лампочку, яркость которой постепенно уменьшается при увеличении емкости батареи. Когда достигается полный заряд, она гаснет. Транзистор КТ361 также управляет работой КТ829. Когда емкость АКБ увеличивается, зарядный ток уменьшается.
В устройстве перед эксплуатацией выставляют необходимое зарядное напряжение. Для этого к выходным клеммам ЗУ подключают вольтметр, устройство подсоединяют к сети 220 В. В схеме присутствует переменный резистор номиналом 10 кОм, которым настраивают требуемое напряжение на выходе ЗУ.
Чтобы получить постоянное напряжение, используют трансформатор с выпрямительным блоком. Минимально требуемый ток — 1 А.
Использование специализированной микросхемы
Чтобы снизить цены на ЗУ, производители упрощают схемы. Это влияет на более быстрый выход из строя батарей. Используя интеллектуальную микросхему МАХ713, собирают самодельное устройство для зарядки аккумуляторов на 18 или 12 Вольт.
Агрегат предназначен для ускоренной зарядки NiCd и NiМН элементов питания. Микросхема контролирует их состояние: когда емкость увеличивается, автоматически понижает силу тока. Потребление энергии схемой в состоянии покоя неощутимо. Работа ЗУ прерывается по заданному времени или срабатыванием термодатчика.
Визуальный контроль за работой агрегата осуществляется с помощью встроенных светодиодов: HL1 сигнализирует о подключении устройства, HL2 — об окончании зарядки.
Для подключения источника питания служит разъем Х1. Ток БП должен превышать максимальный зарядный минимум на 50 мА. К разъему Х2 подключают батарею.
Настройку ЗУ начинают с выбора зарядного тока, который регулируется транзистором VT1. Его мощность рассчитывают, применяя формулу P=(Uвх — Uбат)×I.
Условные обозначения:
- Uвх — максимальное значение входного напряжения;
- Uбат — вольтаж аккумулятора;
- I — величина зарядного тока.
Рассчитывают номинал сопротивлений: R1=(Uвх -5)/5; R6=0,25I.
Время зарядки выбирают коммутированием контактов:
- 22 минуты — PGM2 не подключают, PGM3 соединяют с +U;
- 90 минут — PGM3 соединяют с 16 выводом микросхемы;
- 180 минут — PGM3 закорачивают на 12 ногу;
- 264 минуты — PGM2 коммутируют со 2 ногой, PGM3 — с 12.
Зарядка шуруповерта без зарядного устройства
Если ЗУ нет, зарядить шуруповерт можно и без него. Подойдет блок питания, дающий на выходе постоянное напряжение. Его номинал должен быть равным или немного превышать соответствующий параметр заряжаемой батареи. Для аккумулятора на 12 Вольт подойдет выпрямитель, которым заряжают автомобильные АКБ. Выходные клеммы подключают с соблюдением полярности на 30 минут, постоянно контролируя температуру заряжаемого ИП.
У многих сохранился блок питания от ноутбука. На выходе у него 19,5 В, этого достаточно для подзарядки 18-вольтовых аккумуляторов. Требуется только модернизировать выход, подключив клеммы. Для питания шуруповерта не хватает мощности этого устройства: некоторые двигатели даже не будут прокручиваться.
Совет использовать для зарядки диодный мост и лампу на 100 Вт вредный. Схема не предусматривает гальванической развязки, от чего батарея может взорваться. Кроме того, есть большой риск поражения током 220 В.
Как вам статья?
