Зарядное устройство для шуруповерта своими руками

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):

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.

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

Универсальное зарядное устройство

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

Популярность шуруповёрта вызвана тем, что он упрощает процесс закручивания или выкручивания различного крепёжного элемента. Характеризуясь мобильностью и небольшими размерами, он незаменим при сборке мебельных конструкций, разборке техники, кровельных и других строительных работах. Своей мобильностью инструмент обязан входящим в его конструкцию аккумуляторным батареям.

Зарядка аккумулятора шуруповёрта происходит двумя способами: встроенным или внешним зарядным прибором. Встроенное ЗУ позволяет заряжать батарею, не извлекая её из шуруповёрта. Схема восстановления ёмкости расположена непосредственно вместе с аккумулятором. В то время как выносное подразумевает их извлечение и установку в отдельное приспособление для заряда. Различают ЗУ по типу восстанавливаемых батарей. Применяемые аккумуляторы бывают:

никель-кадмиевые (NiCd);
никель-металл-гидридные (NiMH);
литий-ионные (LiIon).

Конечная стоимость шуруповёрта не в последнюю очередь зависит от типа используемых батарей и возможностей зарядного устройства. ЗУ выпускаются на 12 вольт, 14,4 вольта и 18 вольт. Кроме этого, ЗУ разделяются по возможностям и могут иметь:

индикацию;
быструю зарядку;
разный тип защиты.

Наиболее используемые ЗУ используют в работе медленный заряд, обусловленный малым током. Они не содержат в своей конструкции индикацию работы и не отключаются автоматически. Это более справедливо к встроенным приборам восстановления ёмкости. ЗУ, построенные на импульсных схемах, обеспечивают возможность ускоренного заряда. Они автоматически отключаются по достижению требуемой величины напряжения или в случае возникновения аварийной ситуации.

Типы применяемых батарей

Никель-кадмиевые аккумуляторы не испытывают проблем при заряде в ускоренном режиме. Такие батарейки обладают высокой нагрузочной способностью, невысокой ценой и спокойно переносят работы при минусовой температуре. К недостаткам относят: эффект памяти, токсичность, большую скорость саморазряда. Поэтому перед тем, как заряжать такого типа аккумулятор, его необходимо полностью разрядить. Батарея имеет высокую степень саморазряда и быстро разряжается, даже если её не используют. В настоящее время практически не выпускаются из-за своей токсичности. Из всех типов обладают наименьшей ёмкостью.

Никель-металл-гидридные по всем параметрам превосходят NiCd. У них меньше величина саморазряда, меньше выражен эффект памяти. При одинаковых размерах они имеют большую ёмкость. В их составе нет токсичного материала, кадмия. В ценовой категории этот тип занимает среднее положение, поэтому наиболее распространённый тип ёмкостных элементов в шуруповёрте именно он.

Кроме этого, основной характеристикой аккумуляторных батарей, является их ёмкость. Чем выше этот показатель — тем дольше работает шуруповёрт. Единица измерения ёмкости — миллиампер в час (мА/ч). Конструкция батареи заключается в последовательном соединении элементов питания и помещение их в общий корпус. Для Li-Ion напряжение на одном элементе составляет 3,3 вольта, для NiCd и NiMH — 1,2 вольта.

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.

Зарядные устройства импульсного типа

Теперь речь пойдет о комплектующих к профессиональной технике. Ею пользуются активнее, потому нельзя допускать, чтобы аккумулятор был разряжен. Конечно, здесь ценовой аспект значительно отличается от аналоговых версий. Ведь каждому специалисту понятно, что за хорошие характеристики и продолжительность беспрерывной работы сначала нужно соответствующе заплатить. А за пару аккумуляторов в комплекте отдать придется еще больше. Ведь обычно одним мастера пользуются, а другой в это время заряжается. Потому зарядник работает практически беспрерывно на два аккумулятора.

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

Итак, у импульсных зарядных устройств имеются такие особенности:

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

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

Схема зарядного устройства для шуруповерта на 12 вольт

Устройства, рассчитанные на 12 вольт, работают с максимальным напряжением до 30 Ом. Чаще всего они предназначены для батарей на 10 мАч. Производитель Makita – распространенный пример этому. Схема зарядного устройства для шуруповерта на 12 вольт выглядит следующим образом:

Схема напряжением в 12 вольт

В цепи могут присутствовать полевые резисторы. Их максимальная емкость в данном случае – 4,4 пФ. Проводимость цепи примерно в два раза меньше, чем у 18-вольтного аналога и составляет 9 мк. Конденсатор выполняет роль контроллера частоты такта. Некоторые ЗУ имеют фазовый резистор, который поддерживает частоту колебаний.

Лучшие универсальные зарядные устройства

Такие изделие применяется для подзарядки различных шуруповертов. К модулю подходит 10-20 разновидностей батарей одного бренда. Благодаря особой форме посадочного гнезда, в него можно ставить аккумулятора определенного вида, распространенного у популярных шуруповертов. Сюда можно ставить обойму, слайдер или несъемный вид.

Данная категория представлена двумя моделями.

DEWALT DCB118

Хорошая надежная зарядка для шуруповертов DEWALT, функционирующих при напряжении 18-54 В. Принудительная вентиляция сочетается с регулируемым диапазоном тока, поэтому элемент питания и сам корпус быстрее охлаждаются.

Задняя стенка оснащена отверстиями, позволяющими прикрепить изделие на стену. Слайдеры вставляются туго, поэтому не выпадут даже в случае падения зарядного устройства. Чтобы отсоединить их от гнезда, достаточно нажать специальную кнопку. Изделие информирует о перегреве. Торцы корпуса «украшены» перфорацией, что обеспечивает сквозной проход воздуха. Диапазон тока – 18-54 В. Батарея емкостью 6 А/ч заражается чуть меньше часа. Весит всего 0,65 кг. Есть опция ускорения зарядки. Сочетается со всеми батареями серии Flexvolt.

Цена изделия – 3,2 тысячи рублей. Достаточно крупный размер – 28*22*26 см. Пользователи отмечали, что изделие нагревается в процессе работы.

Ryobi RC18-150

Изделие сочетается с обоймами напряжения на 18 В всех шуруповертов этого бренда. В нем имеются многочисленные вентиляционные отверстия, поэтому возникающее тепло быстро выходит наружу. По сторонам расположены диоды красного и зеленого цвета, которые отображают состояние и уровень процесса.

У изделие стильное внешнее оформление. Чтобы удерживать Т-образные батареи, создана специальная подпорка. Корпус по краям прорезиненный, поэтому в случае падения или удара, корпус не расколется. Батарея 5 А/ч заряжается в течение часа. Подходит для работы со всеми брендами с батареей вставной формой и питанием 18 В.

Индикатор загорается не только при 100 процентном заряжении, но и когда батарея «заправлена» на 80 процентов. Эта опция создана на основе проведенных исследований, подтверждающих, что неполное заряжение батареи существенно увеличивает ее эксплуатационный срок. Изделие оснащено автоматическим контролем температуры, сочетается с элементами питания Li-ion, NiMH и NiCd.

Некоторых пользователей не устраивает:

ощутимый вес – 1,2 кг;
цена – почти 4 тысячи рублей;
большой размер – 28*7,5*14,8 см.

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.