Изготовление БП на базе аккумуляторного отсека шуруповерта
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
Использование блока питания компьютера для питания шуруповерта
У многих завалялись старые шуруповерты с никель кадмиевыми аккумуляторами, выкидывать их жалко, а покупать новые аккумуляторы довольно дорогое удовольно дорого. Но в то же время, валяясь без дела они никакой пользы приносить не будут. Возникает идея перевести их на сетевое питание.
Ранее я собирал мощный источник питания для шуруповерта на основе электронного трансформатора, в этот раз я решил сделать блок питания на IR2153.
Это классическая полумостовая схема. Питание микросхемы IR2153 берется с переменной линии, гаситься резистором, выпрямляется, фильтруется и поступает на микросхему.
Силовые ключи в моем случае — это высоковольтные N-канальные полевые транзисторы 10N60, на 600 вольт 10 ампер.
Выходной выпрямитель однополярный со средней точкой, построен на диодной сборке на 45 вольт и 30 ампер, хватит с головой.
На выходе, после выпрямителя стоят пара конденсаторов на 35 вольт, большая емкость в принципе не нужна, но желательно взять их с низким внутренним сопротивлением.
Трансформатор можно взять готовый, от любого компьютерного блока питания, в ноем случае откопал такой
Можно использовать трансформаторы удлинненного типа, такие часто ставят в блоки АТХ450 ватт, перематывать их также не нужно, штатные обмотки позволят получить напряжение на выходе около 12-15 вольт.
В моем случае возникли проблемы так, как я забыл по вертикали отзеркалить трансформатор на шаблоне платы, а когда уже заметил, плата была вытравлена, а пол схемы собрана. Трансформатор я перемотал, нагрел паяльником минут 10, затем аккуратно разобрал сердечник, убрал все штатные обмотки и намотал новые.
В случае использования трансформаторов таких же размеров от компьютерных бп и с учетом рабочей частоты микросхемы IR2153 первичная обмотка содержит около 40 витков проводом 0.8 мм, вториная обмотка мотается с расчетом 1 виток 3-3,5 вольта, в моем случае намотал 2 по 5 витков, выходное напряжение получилось около 17 вольт, но под нагрузкой будет немного меньше.
Диаметр провода обмотки 1,2мм, этого хватит чтоб получить на выходе приличный ток.
Пример расчета импульсного трансформатора
Платку старался сделать максимально компактной, она без проблем должна влезть в корпус 18-и вольтового никель кадмиевого аккумулятора шуруповерта, но возможно придется платку легонько подточить.
Собранный блок питания может отдавать в нагрузку мощность около 200-250 ватт, а если использовать трансформатор удлиненного типа, с блока можно выкачивать гораздо больше.
Шуруповерт может потреблять от аккумулятора огромные токи 20-30 и даже 40 ампер, если патрон полностью остановить. Собранный блок питания защит не имеет и при жестких перегрузках может не выдержать. Настоятельно рекомендую трещетку на самом шуруповерте никогда не устанавливать в положение максимального усилия, это очень важно, трещетка и есть защита.
Условия охлаждения блока питания не ахти, транзисторы и диод необходимо обязательно установить на радиаторы, а в корпусе самого аккумулятора высверлить отверстия для воздушного охлаждения.
Для уменьшения габаритных размеров источника питания я исключил входные и выходные фильтры, так как нагрузкой у нас является двигатель шуруповерта, а не усилитель мощности или прочее чувствительное устройство.
Конденсаторы полумоста на 200 -250 вольт, емкость от 220 до 470мкФ, каждый конденсатор зашунтирован выравнивающим резистором, которые одновременно разряжают их после отключения блока от сети. Такие конденсаторы также можно выдрать из компьютерных блоков питания.
Полевые транзисторы любые n-канальные с током от 7 Ампер на напряжение 500-600 вольт, старайтесь выбирать ключи с малой емкостью затвора и сопротивлением открытого канала, ими легче управлять и греться будут меньше.
Пленочный разделительный конденсатор с емкостью 1-1,5мкФ желательно взять с расчетным напряжением 400 вольт, на крайний случай 250В.
Выходной выпрямитель — это мощный сдвоенный диод шотки, такие можно найти в компьютерных блоках питания, обратное напряжение сборки 40-45 вольт, ток чем больше, тем лучше.
Схема диодного моста
Как мы выяснили выше, схема диодного моста состоит из четырех полупроводниковых диодов, соединенных по схеме Гретца. Такая схема еще называется двухполупериодным выпрямителем.
На принципиальных схемах диодный мост может обозначаться по-разному, либо как схема из четырех диодов, либо как один большой диод в ромбике. Суть его от этого не меняется, вот несколько примеров:
А вот так обозначается выпрямитель со сглаживающим конденсатором:
Список материалов и рабочих инструментов
Трансформировать аккумуляторный шуруповерт в сетевой довольно легко и познавательно. При наличии необходимых навыков и всех составляющих потребуется немного времени. Вам пригодится:
- зарядное приспособление от шуруповерта;
- устаревший («заводской») аккумулятор;
- мягкий электрокабель (многожильный);
- паяльник, припой;
- кислота;
- лента для изоляции.
Что нужно учесть при замене батареи на блок питания
Подбирая блок питания шуруповерта, я ориентировался в первую очередь на его размеры, поскольку было необходимо, чтобы он «вписался» в корпус аккумулятора.
Для большей точности размер корпуса нужно вымерять изнутри, изъяв предварительно все составляющие компоненты.
Далее, я внимательно осмотрел корпус и нашёл там отметку об уровне питающего напряжения.
Потом, с учётом мощности и ориентируясь на напряжение, высчитал ток потребления (конечно, было бы гораздо лучше, будь он тоже уже указан, но его не было). Конечно, если к вычислениям душа не лежит, то можно попробовать выбрать блок питания на вскидку.
Когда я покупал себе питающий блок, то кроме потребляемого тока, оценил и уровень ёмкости слетевшего аккумулятора. Допустим, что ёмкость равняется 1,2 ампер/час, а времени на полную зарядку требуется около 2,5 часов, тогда вырабатываемый ток примерно равен промежуточному значению между этими двумя числами (1,9 А).
Чтобы не ошибиться с выбором перед походом в магазин, записал для себя следующие параметры, которые нужно учитывать, когда собираешься подключать блок питания шуруповерта своими руками:
- Габариты;
- I(min);
- Необходимый уровень питающего напряжения.
По своему опыту могу отметить, что шуруповёрт переделанный под питание от сети, становится гораздо легче. Лично для меня это был приятный момент ,ну а шнур с вилкой непомеха.
Трансформаторная схема для питания шуруповерта
Один из доступных способов быстро запитать шуруповерт от сети – использовать классическую схему с понижающим трансформатором на 220В/12-15В и диодным мостиком, преобразователем переменного напряжения в постоянное.
Схема трансформаторного блока питания
Все элементы легко размещаются в любом корпусе, необходимые органы управления, контроля и индикации выводятся на лицевую панель.
Трансформаторы и диоды с соответствующими параметрами, выдерживающие мощности более 100Вт, можно взять в старой бытовой технике (телевизорах, магнитофонах), с стабилизаторов напряжения и других блоков питания. При необходимости переделываем трансформатор, доматываем вторичную обмотку или ставим в обмотку вывод на определенном количестве витков, для достижения на выходе 12-15В.
Установка элементов трансформаторного блока питания в корпус
Диоды рекомендуется размещать на дюралевом радиаторе, который эффективно отводит тепло, продлевая ресурс работы. Обладая определенными практическими навыками и знаниями в электротехнике, трансформатор можно намотать своими руками.
В продаже есть много блоков питания с подходящими характеристиками, чтобы запитать шуроповерт от сети, но для этого необходимы финансовые затраты. При наличии старого системного блока от ПК несложно переделать блок питания, тем более что при необходимости его нетрудно привести в исходное состояние и использовать по назначению.
