Мережевий блок живлення акумуляторного шуруповерта

Акумуляторний шуруповерт – зручний та необхідний у господарстві інструмент. При експлуатації «іноді», він може вірою і правдою служити багато років. На жаль, через 2-3 роки, навіть за не дуже інтенсивної експлуатації, акумулятори шуруповерта практично повністю втрачають свою ємність. Справний інструмент, а користуватись не можна… Що робити?

Викинути та купити новий. Найрозумніше рішення, якщо Ви експлуатуєте щуруповерт професійно. А якщо він буває потрібен лише кілька разів на рік – полагодити паркан, повісити полицю тощо. Рука не піднімається викинути справний акумуляторний шуруповерт. Пошук в Інтернеті показав, що проблема хвилює багатьох. Як же пропонують вчинити в цій ситуації економні українці та жителі братніх республік.

Перше, очевидне рішення - використовувати зовнішній акумулятор для живлення шуруповерта. Старий автомобільний або герметичний свинцево-кислотний від ДБЖ. Але проблема в тому, що шуруповерт навіть на холостому ходу споживає 1,5...3 А, а під повним навантаженням струм, що споживається, перевищує 10 А. Доведеться використовувати або товсті, або короткі з'єднувальні проводи. І те, й інше незручно. Хіба що працювати з акумулятором у рюкзаку.

Друге рішення – мережевий блок живлення шуруповерта. Адже здебільшого роботи ведуться в межах досяжності електричної розетки. Дещо втрачається мобільність, зате щуруповерт постійно готовий до роботи. Як блок живлення можна використовувати звичайний трансформатор з випрямлячем. Просто, але важко та громіздко. Комп'ютерний блок живлення легший, але проблема з проводами залишається. Крім того, стабілізований блок живлення при роботі на колекторний електродвигун з різким навантаженням і іскристимищітками може поводитися непередбачувано.

Генератор із самозбудженням на двох транзисторах добре працює на активне навантаження, а ось іскристий колектор і різке навантаження, що різко змінюється - важке випробування для нього. Загалом після вигоряння кількох транзисторів я відмовився від подальших експериментів з електронним трансформатором.

Найкраще рішення мені вдалося знайти на форумі http://forum.easyelectronics.ru/viewtopic.php?f=17&t=1773. Його пропонуєДмитро (dimm.electron) - під таким ім'ям він зареєструвався на форумі. Зібраний за запропонованою схемою блок живлення призначений для установки в акумуляторний відсік шуруповерта на 12 або 14 В, в якому знаходилося 10 або 12 акумуляторів нікель-кадмієвих. Схема блоку показано малюнку.

мережевий

Ну і, нарешті, живлення мікросхеми DD1 здійснюється через звичайний резистор R3, що гасить. Автор використовує для цього ще одну «хитру» схему - харчування береться з точки з'єднання транзисторів VT3, VT4 через конденсатор, що гасить, і додатковий випрямляч на діодах. Складно в налагодженні – треба досить точно підбирати ємність конденсатора, він має бути високовольтним та термостабільним. Є можливість спалити DD1.

У процесі обговорення на форумі народився ще один варіант схеми живлення – додаткової обмотки трансформатора. Це найкращий варіант, марний нагрів елементів мінімальний. Але на трансформаторі потрібна додаткова ізольована обмотка на 20-30 ст.

Я вчинив простіше – використав готовий трансформатор від старого комп'ютерного блоку живлення. Він якраз підходить за всіма параметрами. Краще розкурити старий блок потужністю 200-250 Вт, в ньому висота трансформатора дорівнює 35 мм - якраз розміщується в акумуляторному відсіку. Трансформатори від потужніших блоків мають більшувисоту і не розміщуються в моєму корпусі.

Перед випоюванням трансформатора потрібно уважно розглянути, як з'єднуються його обмотки і з яких висновків запропонує випрямляч +5 В. Тут можливі варіанти, може знадобитися невелика корекція креслення друкованої плати блоку живлення шуруповерта. Звертаю увагу, що використовується саме 5-вольтова обмотка, амплітуда напруги на ній якраз близько 12 В. Інші обмотки не використовуються.

А ось намотати на такий трансформатор додаткову обмотку або змінити кількість існуючих витків, на жаль не вийде. Трансформатор залитий епоксидкою і при його розбиранні велика ймовірність зламати сердечник.

живлення

У мікросхемі IR2153D між висновками 1 і 4 встановлений стабілітрон на 15,6, тому харчування потрібно подавати обов'язково через струмообмежуючий резистор. Показаний на схемі пунктиром діод VD5 необхідний лише за умови використання IR2153 без індексу «D». Конденсатори C1, C2 можна замінити одним - 100 ... 150 МК, 400 В. При його придбанні визначальний параметр - висота, бажано не більше 35 мм, інакше може не поміститися в корпус.

Резистор R3 складається з 4-х послідовно включених 8,2К, 2 Вт. Його номінал бажано підібрати при налагодженні так, щоб при мінімально можливій напрузі в мережі, напруга на конденсаторі C4 не падала нижче 11 В. Для зменшення марного нагріву номінал цього резистора має бути максимально можливим, якщо його зменшити, просто збільшиться струм через цей внутрішній і резистор. стабілітрон мікросхеми.

Елементи R5, R6, VD2, VD3, VT2, VT4 захищають польові транзистори від пробою у разі аварійних режимів роботи. Номінал C9 збільшувати годі було, т.к. це збільшить і так великий кидок струму при включенні в мережу. Місток VD1 повинен витримувати струм неменше 5 А при напрузі 400 В. VD4 - збірка з діодів Шоттки з допустимим струмом не менше 30А. VD1 та VD4 відмінно підходять від комп'ютерного блоку живлення. Вентилятор на 12, його зовнішні розміри 40х40 або 50х50 мм. Елементи в корпусах для поверхневого монтажу типорозмірів 0805 або 1206. DD1 у DIP корпусі, зверніть увагу на надійність ізоляції на платі між висновками 5 та 6.

Креслення друкованої плати показано малюнку, вид із боку друкованих провідників. Перед її виготовленням потрібно розібрати акумуляторний відсік шуруповерта і переконатися, що плата в нього вписується. Швидше за все буде потрібна невелика корекція, т.к. відсіки у різних виробників мають невеликі конструктивні відмінності.

Силові транзистори VT1, VT3 та діодне складання VD4 монтуються на невеликих алюмінієвих платівках. Їхні габарити – за місцем. У корпусі необхідно просвердлити вентиляційні отвори. Вентилятор доведеться розмістити зовні корпусу – без нього тривала робота не гарантується. Природної вентиляції у разі недостатньо. І не забудьте про запобіжник FU1.

При першому включенні блок краще запитати від джерела живлення 20-25 зі струмом 100 ... 200 МА. При цьому резистор R3 тимчасово шунтується іншим з номіналом 1К. Якщо все нормально, на виході буде 0,6 ... 1 Ст. Можна подивитися форму і частоту імпульсів на вторинній обмотці трансформатора. Там мають бути прямокутні імпульси зі шпаруватістю 50% та частотою 50…100 КГц. Частота визначається номіналами R4, C5.

Якщо все нормально, прибираємо тимчасово встановлений резистор 1К, включаємо послідовно з блоком живлення шуруповерта лампу розжарювання на 60...100 Вт і вмикаємо все це в мережу. У момент увімкнення лампа короткочасно спалахне і згасне, на виході має встановитися напруга близько 12 В.Якщо все працює, прибираємо лампу та перевіряємо роботу блоку під навантаженням близько 1 Ом. Нарешті викидаємо акумулятори, встановлюємо блок живлення в корпус і перевіряємо роботу шуруповерта в різних режимах.