Блок питания для шуруповерта
Все современные шуруповерты работают от аккумулятора. Чтобы он всегда оставался в заряженном состоянии, требуется блок питания. Зарядные устройства разных производителей могут существенно различаться. Во-первых, блоки комплектуются разными элементами, а во-вторых, их вольтаж бывает 12, 14 или 18 вольт.
В зарядных устройствах на 12 В используются транзисторы емкостью до 4,4 пФ, проводимость при этом находится на уровне 9 мк. Для нивелирования показателей тактовой частоты используются конденсоры. В зарядниках, использующих такое напряжение, чаще всего устанавливаются полевые резисторы.
Схема блока питания 12 В
В блоках на 14 В уже применены 5 транзисторов и импульсные конденсаторы. Используется микросхема преобразования тока четырехканального типа. Емкость резистора не превышает 6,3 пФ.
Схема зарядного устройства 14 В
В зарядниках 18 В используются только транзисторы переходного типа. Для нормализации максимальной частоты установлен сеточный триггер. Проводимость тока находится в районе 5,4 мк. На микросхеме находятся 3 конденсатора. Вместе с диодным мостом располагается тетрод. В некоторых моделях используются хроматические резисторы. Иногда применяются дипольные транзисторы. Схема зарядного устройства 18 В
Изготовление БП на базе аккумуляторного отсека шуруповерта
Исходные данные
Имеем в наличии два китайских аккумуляторных шуруповерта. Аккумуляторный отсек присутствует только у одного из них; да и тот, за давностью лет, к сожалению, перестал держать заряд. Покупать новый аккумуляторный отсек или заменять аккумуляторы не представлялось экономически целесообразным ввиду того, что стоимость его стоимость зачастую сравнима со стоимостью нового аналогичного шуруповерта.
Результат выполненных работ
Пришедшая в негодность внутренность аккумуляторного отсека
Задача
Сделать модернизацию аккумуляторного блока для получения удобного в пользовании БП от сетевого напряжения с небольшими финансовыми затратами. В итоге вышло порядка 7 долларов, так как многое было в наличии.
Изготовление БП
Перечень использованных элементов:
- Понижающий трансформатор 220/12 (был в наличии)
- Диодный мост КВРС 2510 (1,5 доллара)
- Регулируемый стабилизатор напряжения 20А (3 доллара)
- Конденсатор 10000мкФ/25В (1 доллар)
- Два диода (были в наличии)
- Сетевые разъемы 4 штуки (1 доллар)
- Вентилятор 12В (был в наличии)
- Радиатор (был в наличии)
Перечень необходимых инструментов, помимо стандартных:
- Строительный фен с регулировкой температуры — для выдавливания нужной формы пластмассового корпуса
- Мини-дрель гравер — для шлифовки и доводки отверстий под штекера
- Паяльник 100Вт — для правки пластмассы
- Три струбцины для выдавливания
Последовательность работ:
Делаем отверстия под штека
Для этого используем мощный паяльник 100Вт. Пластик хорошо плавится. Остатки удаляем круглогубцами и до необходимой формы отверстия дорабатываем мини-дрелью с необходимыми насадками.
Аналогичным образом делаем отверстия для оставшихся двух штекеров.
Монтаж трансформатора
Ввиду того, что имеющийся в наличии трансформатор, немного (на 4 мм) не входил в аккумуляторный отсек, то было решено увеличить последний путем выдавливания при нагревании пластмассы. ABS-пластик заметно размягчается после 100 градусов по Цельсию.
Закрепляем блок вместе с трансформатором с помощью трех струбцин и остатков ДСП. Постепенно подогреваем строительным феном пластик и подкручиваем параллельно ручки струбцин. Добиваемся нужной степени выдавливания и даем пластику остыть. После этого снимаем нагрузку.
В результате получаем приемлемую форму блока.
Монтаж и тестирование «электронной начинки»
Схема соединения элементов достаточно проста.
Трансформатор — диодный мост — стабилизатор напряжения — конденсатор.
На транзистор был закреплен радиатор для отвода тепла. Дополнительно подключен вентилятор для улучшения циркуляции воздуха. Также впоследствии сделал десяток отверстий в корпусе для улучшения циркуляции воздуха. Конденсатор был помещен в вертикальную часть блока. Напряжение на выходе было выставлено 14,4В
Штекера и защита от переполюсовки в корпусах шуруповертов
В проводку внутри шуруповертов был добавлен диод для защиты от переплюсовки.
Финишные фото
Результат
Напряжение питания на выходе БП без нагрузки = 14,4В. На холостом ходу при подключении одного шуруповерта =12,8В (ток 1,3А) В рабочем режиме ток приближается к 3А.
На холостом ходу при подключении двух шуруповертов =10,2В
Для использования БП были спаяны три кабеля питания длиной: 2,7 м, 4,9 м, 10,4 м. Падение напряжения при их использовании соответственно: 0,2В — 0,3В — 0,9В (при холостом ходу, т.е. ток 1,3А)
Температурный режим при работе двух шуруповертов в режиме ХХ в течении трем минут удовлетворительный. Температура поднялась до 55 градусов по Цельсию.
Видео (фотоколлаж), отображающее процесс изготовления:
Видео, отображающее процесс демонстрации работы:
P.S. Есть подозрение, что в посте слишком много фото. Если так и есть — прошу извинить. Первый пост — не совсем понятно в каком объеме нужно все излагать и показывать.
Блок питания для шуруповерта своими руками
Стандартное зарядное устройство использует трехканальную микросхему. На ней, в зависимости от вольтажа, размещается различное количество транзисторов, например, в заряднике на 12 вольт ставится 4 транзистора. Чтобы снижать негативные воздействия тактовой частоты, в блоках устанавливаются конденсаторы. Они бывают импульсного или переходного типа. Чтобы минимизировать последствия от перегрузок электрической сети, в зарядных устройствах применяются тиристоры.
Стандартная схема зарядки шуруповерта
Это важно: в различных моделях устанавливается не только разное количество транзисторов – они существенно отличаются по своей емкости.
Блок питания для шуруповерта из энергосберегающей лампы Для того чтобы сделать ИБП из энергосберегающей лампы, необходимо содержащийся в каждой лампе электронный дроссель немного изменить, поставив перемычку, и после подключить к импульсному трансформатору и выпрямителю. Для источников питания небольшой мощности (от 3.7 в до 20 ватт), можно обойтись без трансформатора. Для этого необходимо просто добавить несколько витков полупроводника на магнитопровод располагающегося в балласте лампы дросселя, если там будет место для этого. Обмотку можно делать прямо поверх заводской. Для этого лучше использовать провод с изоляцией из фторопласта.
Блок питания для шуруповерта из зарядного устройства
Один из самых дешевых способов сделать блок питания – это использовать обычное зарядное устройство для смартфона. В каждом доме сейчас их два или более, а если у вас нет лишнего, можно приобрести за 50–100 рублей.
Так выглядят внутренности зарядки от смартфона
Переделка зарядки производится в следующей последовательности:
• С помощью эмалированного проводника маленького диаметра нужно добавить один виток обмотки. После этого включаем зарядку и подключаем к аккумулятору шуруповерта. Посредством осциллографа замеряем амплитуду импульсов и определяем напряжение, создаваемое одним витком дополнительной обмотки. • Выпаиваем разъем USB, снимаем тестовый виток и доматываем нужное количество витков до получения необходимого напряжения. Новая обмотка припаивается к заводской последовательно. • Меняем штатный конденсатор и стабилитрон на новые, соответствующие требуемому напряжению.
Импульсный блок питания для шуруповерта своими руками
Для импульсного блока подбирается подходящая микросхема, и сборка осуществляется в следующей последовательности:
• Диодные мосты и термистор ставятся на входе. • Устанавливаются два конденсатора. • Для синхронизации работы затворов полевых транзисторов применяются драйвера. • При установке транзисторов фланцы не закорачивают. С помощью изоляционных шайб и прокладок они крепятся к радиатору. • На выходе устанавливаются диоды.
Блок питания для шуруповерта из электронного трансформатора
Чтобы приспособить трансформатор под зарядное устройство вашего инструмента, его нужно доработать. Для этого нужно подключить конденсатор на выходе выпрямительного моста. Емкость определяется следующим образом – 1 мкФ на 1 Вт. Напряжение конденсатора должно быть не меньше 400 В. В разрыв одного сетевого кабеля нужно установить терморезистор, чтобы ограничить пусковой ток. Диодный мост устанавливается для выпрямления напряжения частотой 30 кГц. Для нормального функционирования устройства требуется обеспечить плавный пуск. С этим отлично справляется дроссель Л1.
DiyTronic
В одной из поделок понадобилось питание порядка 12-15 вольт. Как и у многих наверно дома валяется куча блоков питания от старых мобильников. Но все они как правило 5-ти вольтовые. Решил доработать один из таких блоков и поднять ему напряжение до требуемого.
Как правило все современные блоки питания являются импульсными, что с одной стороны уменьшает их размер, но с другой стороны достигается это некоторым усложнением схемотехники.
Не заснял этот блок питания в оригинальном корпусе, да наверно это и не важно — обычный чёрный пластиковый корпус с вилкой.
Снизу плата выглядит вот так
А это вид на монтаж
Невооружённым взглядом виден классический импульсный БП.
Первое что пришло в голову увеличить напряжение в цепи обратной связи регулятора. Для этого как минимум нужно было найти на плате делитель. Вот собственно он.
Нижний резистор делителя 4.9 кОм был заменен на подстроечный номиналом 10 кОм. Монтаж конечно неказистый, но это времянка и с требуемой задачей вполне справляется.
Не прокатило — напряжение удалось поднять максимум до 8 вольт. При этом блок питания начал отчаянно пищать, что как бы намекало нам, что режим работы далёк от оптимального.
Дальнейшее насилие я посчитал бессмысленным и решил копнуть глубже.
Трансформатор был выпаян из платы. Надежда на безболезненное удаление сердечника не оправдалась — легко вышла лишь одна половинка, а вторая была приклеена к катушке с обмотками каким-то компаундом и я не решился её отодрать, т. к. боялся повредить хрупкий сердечник. Тем не менее даже в таком виде удалось довольно легко снять изоляцию обмоток и обнажить первую обмотку. Как оказалось это была регулирующая обмотка, а мне была нужна вторичная.
Пришлось смотать эту обмотку, после чего обнажилась вторичная обмотка, которая состояла из 10 витков медного провода диаметром 0,6 мм, намотанным в 2 жилы.
Т.к. мне требовалось поднять напряжение примерно в 2 раза я домотал еще 12 витков. Хотя как уже подумал позже можно было ничего не доматывать и просто разделить жилы обмотки и таким образом удвоить их число. Мощность-то у нас всё равно не изменилась и ограничивается сечением сердечника трансформатора, а увеличив напряжение в 2 раза максимальный ток соответственно уменьшился в 2 раза и можно было бы обойтись проводом вдвое меньшего сечения. Но как говорится — «хорошая мысля приходит опосля».
Итого в результате после домотки нужного количества витков и возвращения обратно регулирующей обмотки получилась вот такая конструкция.
Ну, а далее трансформатор был возвращён на плату.
Подстроечным резистором регулятора легко удалось получить требуемые 12 вольт. Бонусом получил исчезновение даже того небольшого свиста который был у этого блока питания до переделки. Ну и далее уже всё просто — подстроечник был заменён на постоянный резистор и всё окончательно превратилось в конфетку.
Вот как-то так можно использовать старый хлам в своих поделках.
PS: На самом деле сделано ещё в 2015 году — только дошли руки дописать: )
Выпрямитель для шуруповерта своими руками
Выпрямитель необходим для преобразования переменного тока в постоянный. Он функционирует за счет полупроводниковых диодов, которые играют роль преобразователей. Чтобы проанализировать работу устройства, применяют осциллограф. Главным в изготовлении выпрямителя является правильный выбор диодов. Для использования в блоке питания подойдут элементы с показателями обратного тока до 10 ампер. Количество диодов равно 4, и их следует устанавливать по мостовому типу. Если применять схему на одном полупроводнике, полезное действие блока снижается вдвое.
Это важно: запрещено работать с электрическими элементами, находящимися под напряжением. Перед тем как совершать какие-либо манипуляции, нужно убедиться, что прибор отключен от сети.
Установка
Регулировка заключалась в том, что было необходимо снять основную кнопку и находящийся на ней «прилив» с размещённым внутри винтовым штоком нажатия клавиши включения подачи питания на преобразователь с аккумулятора 1,2 В, и повернуть винт на пол оборота против часовой стрелки, то есть вывернуть – увеличить длину штока. Теперь включение преобразователя стало происходить на миг раньше и соответственно включение мультиметра стало штатным (с первого нажатия).
А в подтверждения своего ИМХО, что замена аккумулятора расположенного с внешней стороны корпуса измерительного прибора гораздо более привлекательна, чем его зарядка при расположении внутри, приглашаю посмотреть маленькое видео демонстрации этого процесса. Прошу обратить внимание, что непосредственно сама замена длиться 15 секунд (в рабочем порядке составляет 5).
Трансформаторный блок для питания шуруповерта
Трансформаторными источниками питания называются такие приборы, в которых располагается понижающий входное напряжение трансформатор. Помимо него, в таких блоках установлен диодный выпрямитель и конденсатор фильтра. Конденсатор сглаживает пульсации выходного напряжения. По сути, трансформатор выдает напряжение того же вида, что и в сети 220 вольт, а точнее, синусоидальной. При работе от бесперебойных источников его форма может быть совсем несинусоидальной. Форма выпрямленного напряжения непостоянна во времени, поэтому необходима установка элемента, поддерживающего выходное напряжение постоянной величины, что выполняется на сглаживающем конденсаторе.
Плюсы трансформаторных блоков:
• Простота и надежность. • Составные элементы легко найти в продаже. • Отсутствие частей, создающих радиоволновые помехи.
Схема стабилизатора на APL1117
В lay файле есть две печатные платы, одна под стабилизаторы с регулировкой выходного напряжения, другая под фиксированные.
На фото печатки регулировочный резистор R1 120 Ом выход 5 В, при 150 Ом — 4,2 В. Даташит на APL1117 есть тут.
И вот для общего развития подробная информация о данной серии. APL1117 это линейные стабилизаторы напряжения положительной полярности с низким напряжением насыщения, производятся в корпусах SOT-223 и ID-Pack. Выпускаются на фиксированные напряжения 1,2, 1,5, 1,8, 2,5, 2,85, 3,3, 5,0 вольт и на 1,25 В регулируемый.
Выходной ток микросхем до 1 А, максимальная рассеиваемая мощность 0,8 Вт для микросхем в корпусе SOT-223 и 1,5 Вт выполненных в корпусе D-Pack. Имеется система защиты по температуре и рассеиваемой мощности. В качестве радиатора может использоваться полоска медной фольги печатной платы, небольшая пластинка. Микросхема крепится к теплоотводу пайкой теплопроводящего фланца или приклеивается корпусом и фланцем с помощью теплопроводного клея.
Применение микросхем этих серий обеспечивает повышенную стабильность выходного напряжения (до 1%), низкие коэффициенты нестабильности по току и напряжению (менее 10 мВ), более высокий КПД, чем у обычных 78LХХ, что позволяет снизить входные напряжения питания. Это особенно актуально при питании от батарей.
Если требуется более мощный стабилизатор, который выдаёт ток 2-3 А, то типовую схему нужно изменить, добавив в нее транзистор VT1 и резистор R1.
Сетевой блок для питания шуруповерта
Для того чтобы своими руками запитать шуруповерт от бытовой электросети, вам потребуются вышедший из строя аккумулятор, зарядное устройство от него, многожильный провод, изолента, припой, паяльник и кислота. В первую очередь нужно припаять к контактам зарядника электропровод со штепсельной вилкой. Поскольку в блоке используются латунные клеммы, а в проводе медные жилы, чтобы их спаять, следует использовать в качестве соединителя кислоту. От качества этого соединения напрямую зависит функционирование всего устройства. На втором этапе работа ведется с вышедшим из строя аккумулятором инструмента. Следует разобрать батарею и удалить из нее внутренние части. При этой операции нужно пользоваться средствами личной защиты, а внутреннее наполнение рекомендуется не выбрасывать в бытовой мусор, а утилизировать в безопасном для людей месте. На заключительном этапе необходимо провода зарядного устройства спаять с выводами аккумулятора, которые располагаются во внутренней части корпуса.
При самодельном изготовлении блока питания для шуруповерта необходимо тщательно соблюдать технику безопасности при работе с электричеством. Перед началом работы нужно тщательно взвесить все за и против (сколько на это потребуется времени, какова будет стоимость материалов и запчастей), иногда будет проще и дешевле отнести зарядник в специализированную мастерскую или приобрести новый блок.
Универсальные блоки
Сделать универсальный блок питания на шуруповерт 18В своими руками довольно просто. В первую очередь рекомендуется заготовить выходной конденсатор на 5 пФ. Дополнительно потребуется один резистор. Преобразователи для блоков применяются отрицательной направленности. Они могут использоваться в цепи постоянного тока и хорошо подходят для сети 220 В. Специалисты советуют компараторы устанавливать с лучевыми переходниками. Они хорошо устойчивы к импульсным помехам. Также надо отметить, что фильтры для конденсатора подбираются с электродным триггером. В конце работы блок проверяется на сопротивление. При правильной сборке модификация должна выдавать не более 40 Ом.
