Главная » Питание
Призовой фонд
на август 2019 г.
1. 1000 руб
Паяльник
2. Тестер компонентов MG328
Паяльник
3. 200 руб.
От пользователей

Сетевой блок питания для аккумуляторного шуруповёрта

Знакомый попросил собрать внешний блок питания для шурупоповёрта. Вместе с шуруповёртом (рис.1) принес трансформатор питания от старого советского выжигателя-гравёра «Орнамент-1» (рис.2) – посмотреть, нельзя ли его использовать?

Рис.1

Рис.2

Сначала, конечно, разобрали аккумуляторный отсек, посмотрели на «банки» (рис.3 и рис.4). Проверили зарядным устройством на работоспособность каждую «банку» несколькими циклами заряда-разряда – из 10 штук только 1 хорошая и 3 более-менее нормальные, а остальные совсем «сдохли». Значит, точно придётся делать внешний блок питания.

Рис.3

Рис.4

Чтобы собирать блок питания, надо знать какой ток потребляет шуруповёрт при работе. Подключив его к лабораторному источнику, узнаём, что двигатель начинает вращаться при 3,5 В, а при 5-6 В появляется приличная мощность на валу. Если нажать пусковую кнопку при подаче на него 12 В, срабатывает защита у блока питания – значит, ток потребления превышает 4 А (защита настроена на это значение). Если шуруповёрт запустить на низком напряжении, а потом его повысить до 12 В – работает нормально, ток потребления около 2 А, но в тот момент, когда вкручиваемый шуруп входит наполовину в доску, защита у блока питания опять срабатывает.

Чтобы посмотреть полную картину потребляемых токов, шуруповёрт подключили к автомобильному аккумулятору, поставив в разрыв плюсового провода резистор сопротивлением 0,1 Ом (рис.5). Напряжение падения с него подавали в компьютерную звуковую карту с открытым входом, для просмотра использовали программу SpectraPLUS. Получившийся график показан на рисунке 6.

Рис.5

Рис.6

Первый импульс слева – пусковой при включении. Видно, что максимальное значение достигает 1,8 В и это говорит о протекающем токе 18 А (I=U/R). Затем, по мере набора двигателем оборотов, ток падает до 2 А. В средине второй секунды головка шуруповёрта зажимается рукой до срабатывания «трещётки» - ток в это время возрастает примерно до 17 А, затем падает до 10-11 А. В конце 3-ей секунды пусковая кнопка отпущена. Получается, что для работы шуруповёрта требуется блок питания с возможностью отдавать мощность 200 Вт и ток до 20 А. Но, учитывая, что на аккумуляторном отсеке написано, что он на 1,3 А/ч (рис.7), то, скорее всего, всё не так плохо, как кажется на первый взгляд.

Рис.7

Вскрываем блок питания выжигателя, меряем выходные напряжения. Максимальное – около 8,2 В. Мало, конечно. Учитывая падение напряжения на диодах выпрямителя, выходное напряжение на фильтрующем конденсаторе будет около 10-11 В. Но деваться некуда, пробуем собрать схему по рисунку 8. Диоды использованы марки КД2998В (Imax=30 А, Umax=25 В). Крепление диодов VD1-VD4 выполнено навесным монтажом на лепестках контактных гнёзд выжигателя (рис.9 и рис.10). В качестве конденсатора большой ёмкости использовано параллельное включение 19-ти штук меньшей ёмкости. Вся «батарея» обмотана малярным скотчем и конденсаторы подобраны таких размеров, чтобы вся связка с лёгким усилием входила в аккумуляторный отсек шуруповёрта (рис.11 и рис.12).

Рис.8

Рис.9

Рис.10

Рис.11

Рис.12

В выжигателе очень неудобно стоит предохранительная колодка, поэтому она была убрана, а предохранитель подпаян «напрямую» между одним из проводов 220 В и выводом помехоподавляющего конденсатора С1 (рис.13). При закрывании корпуса сетевой провод туго обжимается проходным резиновым кольцом и это не позволяет проводу болтается внутри при изгибании его снаружи.

Рис.13

Проверка работоспособности шурупововёрта показала, что всё работает нормально, трансформатор после получасового сверления и закручивания саморезов нагревается примерно до 50 градусов по Цельсию, диоды нагреваются до такой же температуры и в радиаторах не нуждаются. Шуруповёрт с таким блоком питания имеет меньшую мощность в сравнении с запиткой его от автомобильного аккумулятора, но это понятно – напряжение на конденсаторах не превышает 10,1 В, а во время увеличения нагрузки на валу ещё дополнительно уменьшается. Кстати, прилично «теряется» на питающем проводе длиной около 2 метров, даже применяя его сечением 1,77 кв.мм. Для проверки падения на проводе была собрана схема по рисунку 14, в ней контролировалось напряжение на конденсаторах и напряжение падения на одном проводнике питающего провода. Результаты в виде графиков при разных нагрузках показаны на рисунке 15. Здесь в левом канале – напряжение на конденсаторах, в правом – падение на «минусовом» проводе, идущем от выпрямительного моста к конденсаторам. Видно, что во время остановки головки шуруповёрта рукой, напряжение питания просаживается до уровней ниже 5 В. На шнуре питания при этом падает примерно 2,5 В (2 раза по 1,25 В), ток носит импульсный характер и связан с работой выпрямительного моста (рис.16). Замена шнура питания на другой, с сечением около 3 кв.мм привела к повышению нагрева диодов и трансформатора, поэтому вернули назад старый провод.

Рис.14

Рис.15

Рис.16

Посмотрели ток в цепи между конденсаторами и самим шуруповёртом, собрав схему по рисунку 17. Получившийся график – на рисунке 18, «лохматость» - это пульсации 100 Гц (то же, что и на предыдущих двух рисунках). Видно, что пусковой импульс превышает значение 20 А – скорее всего, это связано с меньшим внутренним сопротивлением источника питания за счёт использования параллельного включения конденсаторов.

Рис.17

Рис.18

В конце замеров посмотрели ток через диодный мост, включив между ним и одним из выводов вторичной обмотки резистор 0,1 Ом. График на рис.19 показывает, что при торможении двигателя ток достигает значения 20 А. На рис.20 – растянутый по времени участок с максимальными токами.

Рис.19

Рис.20

В результате, пока решили поработать с шуруповёртом с описанным блоком питания, если же будет "не хватать мощности", то придётся искать более мощный трансформатор и ставить диоды на радиаторы или менять на другие.

И, конечно же, не стоит воспринимать этот текст как догму - абсолютно нет никаких препятствий для изготовления БП по любой другой схеме. Например, трансформатор можно заменить на ТС-180, ТСА-270, или можно попробовать запитать шуруповёрт от компьютерного импульсного БП, но, скорее всего, понадобится проверка возможности отдачи цепи +12 В тока 25-30 А...

Андрей Гольцов, г. Искитим

Список радиоэлементов

Обозначение Тип Номинал Количество ПримечаниеМагазинМой блокнот
Рисунок №8
VD1-VD4 ДиодКД2998В4 Поиск в Utsource В блокнот
C1 Конденсатор1.0 мкФ1 400 ВПоиск в Utsource В блокнот
C2 Конденсатор0.47 мкФ1 160 ВПоиск в Utsource В блокнот
C3 Конденсатор электролитический2200 мкФ15 16 ВПоиск в Utsource В блокнот
C4 Конденсатор электролитический1000 мкФ4 16 ВПоиск в Utsource В блокнот
C5 Конденсатор1.0 мкФ1 160 ВПоиск в Utsource В блокнот
F1 Предохранитель3.16 А1 см. текстПоиск в Utsource В блокнот
Tr1 Трансформатор220/8 В1 см. текстПоиск в Utsource В блокнот
Добавить все

Скачать список элементов (PDF)

Теги:

Опубликована: 0 0
Я собрал 0 2
x

Оценить статью

  • Техническая грамотность
  • Актуальность материала
  • Изложение материала
  • Полезность устройства
  • Повторяемость устройства
  • Орфография
0

Средний балл статьи: 3.9 Проголосовало: 2 чел.

Комментарии (17) | Я собрал (0) | Подписаться

+1
халил #
Прочитал часть текста. У меня тоже была проблема с аку от 18 шуруповерта. Наткнулся на схему в журнале Радио номер 3 2006 года. Схему собрал. Уже три раза восстанавливал аку. Возраст родных аку 14 лет. Удачи.
Ответить
0

[Автор]
r9o-11 #
Да, Халил, согласен, можно и восстанавливать аккумуляторы. Наверное, этим скоро и займусь :-) ...
Отредактирован 04.12.2015 20:12
Ответить
0

[Автор]
r9o-11 #
Столько времени потрачено, но не получается восстановить два аккумулятора. Совсем плохие, внутреннее сопротивление больше 2 Ом... Жалко...
Ответить
0
александр #
Можно поставить акк. батареи АА.
Ответить
0

[Автор]
r9o-11 #
Можно. Но хозяин инструмента хотел сделать питание раз и навсегда - так сказать, дёшево и сердито. А для случаев работы в местах без сети 220 В есть ещё одна аккумуляторная батарея...
Ответить
+1
Юрий1947 #
Это я являюсь счастливым обладателем шуруповёрта с сетевым БП.
Недавно поменял все шнуры - и сетевой, и низковольтный на более толстые. Что сказать? Работает и работает - никаких вопросов и проблем. Ничего не греется, по крайней мере. Не заметно.
И ручку для переноски приделал. Ещё раз спасибо!
Прикрепленный файл: Замена шнуров питания.jpg
Ответить
+1

[Автор]
r9o-11 #
Ручка - элементарно... И что я сам не догадался?
Ответить
+1
Дмитрий #
КД2998 - Шоттки, для них характерен быстрый рост обратного тока при разогреве, он может достигать сотен мА. Потери на них при 10-20А не такие маленькие, чтобы ими пренебречь. Нужен радиатор обязательно.
Мощная батарея конденсаторов - совершенно верное решение, главное - близко к ШИ-регулятору.
Сильная просадка напряжения - штука коварная, из-за неё может сгореть ключ регулятора (полевик), особенно, если это какой-нибудь STP60NF06 с порогом Vgs(th)=4В. Т.е., не хватит напряжения на затворе для полного открывания, ключ перегреется (охлаждение плохое).

У меня шуруповёрт на 18 В лет 5 уже питается от сети, через ИИП в батарейном отсеке. Что могу сказать - от батареи так хорошо он никогда не крутил. Переделал оба аккумулятора. Трансформатор - EI33, выпрямители - два STPS3045CG (SMD), на выходе 16 В, без стабилизации напряжения, триггерная защита от перегрузки.
Ответить
0

[Автор]
r9o-11 #
Да, спасибо, Дмитрий. Может, когда-нибудь и ИИП попробуем...
Ответить
0
Andrey A. Ugolnik #
А как бы посмотреть на схему вашего ИИП?
Ответить
0
Андрей #
Если есть возможность, шуруповёрт лучше питать от сети, его батарея состоит из 10 банок. Поэтому она "убивается" быстро и незаметно, т.к. фирмы изготовители гарантируют сохранность аккум. если в батарее не более 6 банок.
Ответить
0
александр #
Статья замечательная, подробная плюс схемы и фото, не указана мощность транса, потратил 5 мин - 150 вт ,10 а - думаю собрать подобное на USB звуковухе (нет места внутри ПК) , может у вас есть наработки?
Ответить
0

[Автор]
r9o-11 #
Не понятно про "собрать подобное на USB звуковухе". Если имеется ввиду запитка звуковой карты от внешнего БП, то некоторый опыт есть. Если что-то другое, то поясните, пожалуйста, другими словами.
Ответить
0
klaip #
Я так думаю то подключено к звуковухе так как нет осциллографа чтобы показать вид кривой
Ответить
0
николай #
У меня другая проблема: вышел из строя блок зарядки шуруповерта МАКИТА ездил в сервис- не ремонтируют- покупай новый-а это 6200р, как бы дороговато, носил местным ремонтникам- сказали трансформатор вышел из строя, но поскольку на нем нет маркировки ничем помочь не можем , тогда я вспомнил о старом автомобильном зарядном РАССВЕТ-2 у него выходное 12в а мне нужно 14.4 возможно ли переделать и что для этого нужно сделать.
Ответить
0

[Автор]
r9o-11 #
Судя по схеме, "Рассвет-2" не подойдёт для питания шуруповёрта - само зарядное устройство работает как ограничитель тока (причём импульсного), а если использовать только трансформатор, то у него выходное напряжение около 2х20 В и если их выпрямить, то получится не менее 25 В.
Ответить
0
Clor #
ТС-270, жирно как то, он в номинале заклиненный мотор схавает.
Ответить
Добавить комментарий
Имя:
E-mail:
не публикуется
Текст:
Защита от спама:
В чем измеряется сила тока?
Файлы:
 
Для выбора нескольких файлов использйте CTRL

iMAX B6 - зарядное для Lion, LiPo, LiFe, Pb, NiCd и NiMH аккумуляторов
iMAX B6 - зарядное для Lion, LiPo, LiFe, Pb, NiCd и NiMH аккумуляторов
Макетная плата для пайки (10 шт) Конструктор - темброблок на LM1036
вверх