Конструкция зарядного устройства от шуруповёрта
Схема, устройство, ремонт
Без сомнений, электроинструмент значительно облегчает наш труд, а также сокращает время рутинных операций. В ходу сейчас и всевозможные шуруповёрты с автономным питанием.
Рассмотрим устройство, принципиальную схему и ремонт зарядного устройства для аккумуляторов от шуруповёрта фирмы «Интерскол».
Для начала взглянем на принципиальную схему. Она срисована с реальной печатной платы зарядного устройства.
Печатная плата зарядного устройства (CDQ-F06K1).
Силовая часть зарядного устройства состоит из силового трансформатора GS-1415. Мощность его около 25-26 Ватт. Считал по упрощённой формуле, о которой уже говорил здесь.
Пониженное переменное напряжение 18V со вторичной обмотки трансформатора поступает на диодный мост через плавкий предохранитель FU1. Диодный мост состоит из 4 диодов VD1-VD4 типа 1N5408. Каждый из диодов 1N5408 выдерживает прямой ток 3 ампера. Электролитический конденсатор C1 сглаживает пульсации напряжения после диодного моста.
Основа схемы управления – микросхема HCF4060BE, которая является 14-разрядным счётчиком с элементами для задающего генератора. Она управляет биполярным транзистором структуры p-n-p S9012. Транзистор нагружен на электромагнитное реле S3-12A. На микросхеме U1 реализован своеобразный таймер, который включает реле на заданное время заряда – около 60 минут.
При включении зарядника в сеть и подключении аккумулятора контакты реле JDQK1 разомкнуты.
Микросхема HCF4060BE запитывается от стабилитрона VD6 – 1N4742A (12V). Стабилитрон ограничивает напряжение с сетевого выпрямителя до уровня 12 вольт, так как на его выходе около 24 вольт.
Если взглянуть на схему, то не трудно заметить, что до нажатия кнопки «Пуск» микросхема U1 HCF4060BE обесточена – отключена от источника питания. При нажатии кнопки «Пуск» напряжение питания от выпрямителя поступает на стабилитрон 1N4742A через резистор R6.
Далее пониженное и стабилизированное напряжение поступает на 16 вывод микросхемы U1. Микросхема начинает работать, а также открывается транзистор S9012, которым она управляет.
Напряжение питания через открытый транзистор S9012 поступает на обмотку электромагнитного реле JDQK1. Контакты реле замыкаются, и на аккумулятор поступает напряжение питания. Начинается заряд аккумулятора. Диод VD8 (1N4007) шунтирует реле и защищает транзистор S9012 от скачка обратного напряжения, которое образуется при обесточивании обмотки реле.
Диод VD5 (1N5408) защищает аккумулятор от разряда, если вдруг будет отключено сетевое питание.
Что будет после того, когда контакты кнопки «Пуск» разомкнутся? По схеме видно, что при замкнутых контактах электромагнитного реле плюсовое напряжение через диод VD7 (1N4007) поступает на стабилитрон VD6 через гасящий резистор R6. В результате микросхема U1 остаётся подключенной к источнику питания даже после того, как контакты кнопки будут разомкнуты.
Сменный аккумулятор.
Сменный аккумулятор GB1 представляет собой блок, в котором последовательно соединено 12 никель-кадмиевых (Ni-Cd) элементов, каждый по 1,2 вольта.
На принципиальной схеме элементы сменного аккумулятора обведены пунктирной линией.
Суммарное напряжение такого составного аккумулятора составляет 14,4 вольт.
Также в блок аккумуляторов встроен датчик температуры. На схеме он обозначен как SA1. По принципу действия он похож на термовыключатели серии KSD. Маркировка термовыключателя JJD-45 2A. Конструктивно он закреплён на одном из Ni-Cd элементов и плотно прилегает к нему.
Один из выводов термодатчика соединён с минусовым выводом аккумуляторной батареи. Второй вывод подключен к отдельному, третьему разъёму.
Алгоритм работы схемы довольно прост.
При включении в сеть 220V зарядное устройство ни как не проявляет свою работу. Индикаторы (зелёный и красный светодиоды) не светятся. При подключении сменного аккумулятора загорается зелёный светодиод, который свидетельствует о том, что зарядник готов к работе.
При нажатии кнопки «Пуск» электромагнитное реле замыкает свои контакты, и аккумулятор подключается к выходу сетевого выпрямителя, начинается процесс заряда аккумулятора. Загорается красный светодиод, а зелёный гаснет. По истечении 50 – 60 минут, реле размыкает цепь заряда аккумулятора. Загорается светодиод зелёного цвета, а красный гаснет. Зарядка завершена.
После зарядки напряжение на клеммах аккумулятора может достигать 16,8 вольт.
Такой алгоритм работы примитивен и со временем приводит к так называемому «эффекту памяти» у аккумулятора. То есть ёмкость аккумулятора снижается.
Если следовать правильному алгоритму заряда аккумулятора для начала каждый из его элементов нужно разрядить до 1 вольта. Т.е. блок из 12 аккумуляторов нужно разрядить до 12 вольт. В заряднике для шуруповёрта такой режим не реализован.
Вот зарядная характеристика одного Ni-Cd аккумуляторного элемента на 1,2V.
На графике показано, как во время заряда меняется температура элемента (temperature), напряжение на его выводах (voltage) и относительное давление (relative pressure).
Специализированные контроллеры заряда для Ni-Cd и Ni-MH аккумуляторов, как правило, работают по так называемому методу дельта -ΔV. На рисунке видно, что в конце зарядки элемента происходить уменьшение напряжения на небольшую величину – порядка 10mV (для Ni-Cd) и 4mV (для Ni-MH). По этому изменению напряжения контроллер и определяет, зарядился ли элемент.
Так же во время зарядки происходит контроль температуры элемента с помощью термодатчика. Тут же на графике видно, что температура зарядившегося элемента составляет около 45 0 С.
Вернёмся к схеме зарядного устройства от шуруповёрта. Теперь понятно, что термовыключатель JDD-45 отслеживает температуру аккумуляторного блока и разрывает цепь заряда, когда температура достигнет где-то 45 0 С. Иногда такое происходит раньше того, как сработает таймер на микросхеме HCF4060BE. Такое происходит, когда емкость аккумулятора снизилась из-за «эффекта памяти». При этом полная зарядка такого аккумулятора происходит чуть быстрее, чем за 60 минут.
Как видим из схемотехники, алгоритм заряда не самый оптимальный и со временем приводит к потере электроёмкости аккумулятора. Поэтому для зарядки аккумулятора можно воспользоваться универсальным зарядным устройством, например, таким, как Turnigy Accucell 6.
Возможные неполадки зарядного устройства.
Со временем из-за износа и влажности кнопка SK1 «Пуск» начинает плохо срабатывать, а иногда и вообще отказывает. Понятно, что при неисправности кнопки SK1 мы не сможем подать питание на микросхему U1 и запустить таймер.
Также может иметь место выход из строя стабилитрона VD6 (1N4742A) и микросхемы U1 (HCF4060BE). В таком случае при нажатии кнопки включение зарядки не происходит, индикация отсутствует.
В моей практике был случай, когда стабилитрон пробило, мультиметром он «звонился» как кусок провода. После его замены зарядка стала исправно работать. Для замены подойдёт любой стабилитрон на напряжение стабилизации 12V и мощностью 1 Ватт. Проверить стабилитрон на «пробой» можно также, как и обычный диод. О проверке диодов я уже рассказывал.
После ремонта нужно проверить работу устройства. Нажатием кнопки запускаем зарядку АКБ. Приблизительно через час зарядное устройство должно отключиться (засветится индикатор «Сеть» (зелёный). Вынимаем АКБ и делаем «контрольный» замер напряжения на её клеммах. АКБ должна быть заряженной.
Если же элементы печатной платы исправны и не вызывают подозрения, а включения режима заряда не происходит, то следует проверить термовыключатель SA1 (JDD-45 2A) в аккумуляторном блоке.
Схема достаточно примитивна и не вызывает проблем при диагностике неисправности и ремонте даже у начинающих радиолюбителей.
Источник
Шуруповерт интерскол аккумулятор схема
1. Разборка аккумулятора шуруповерта
Начнем ремонтировать аккумулятор шуруповерта после откручивания трех саморезов, которые расположены под наклейкой снизу.
Внутри видим литий-ионные банки китайской компании HighStar модели ISR18650-1300 Li-Ion – а это значит, что аккумуляторы еще ни разу не менялись, потому что известно, что Интерскол закупается элементами питания у этой фирмы и вставляет их почти во все свои аккумуляторные инструменты.
Ниже на фото представлены внутренности аккумулятора шуруповерта во всей красе с банками в количестве трех штук, которые произведены аж в 2011 году. 7 лет продержались эти батарейки при активной эксплуатации на стройке, так что результат очень достойный – обычно дохнут раньше, наверное в морозы их не эксплуатировали.
Чтобы заменить банки аккумулятора нужно еще больше разобрать его. Советую промаркировать расположение контактов плюса, минуса и зарядки, чтобы не перепутать провода при обратной сборке.
Обратите внимание на плату контроля напряжения на элементах питания – особо часто на ней выходят из строя стабилизаторы и защитные диоды. Обязательно нужно прозвонить мультиметром подозрительные радиоэлементы на этой плате.
Проверяем напряжение на выходе аккумулятора – получилось 4,4 вольта, а должно быть 3,7 х 3 = 11,1 вольт в норме и 10,8 вольт при минимальной зарядке аккумуляторов. В общем, банки сдохли – менять их нужно однозначно.
Это можно сделать несколькими способами – можно отпаять провода, которые идут к плате.
Также можно просто снять контакты с верхней крышки элементов питания. На фото показано, какую форму имеют изогнутые контакты, так что Вы легко снимите их сами.
Под пластиковой крышкой видим, каким образом соединены элементы питания между собой. Их приварили точечной сваркой. Такое решение применяется практически в любых аккумуляторах другого инструмента. Это надежное и щадящее соединение аккумуляторов. При этом губительный нагрев самих литиевых элементов питания минимален.
Аккуратно отдираем или откусываем кусачками металлическую ленту, чтобы отсоединить банки друг от друга. Со стороны платы их тоже соединили между собой лентой и посадили на клей на картонную прокладку, чтобы ничего не замкнуть на плате. Нужно не забыть ее вернуть на место при обратной сборке аккумулятора.
Источник
Шуруповерт интерскол аккумулятор схема
Ток заряда аккумуляторов 1,5 а
На плате CDQ-F06K1 имеются:
Микросхема HCF4060BE,
Диодный мост из четырёх диодов 1N5408,
Биполярный транзистор S9012,
Реле S3-12A,
Сетевой трансформатор — GS-1415 (25ватт) на выходе 18 вольт переменки.
Предохранитель 5A типа T5AL250V.
Принципиальная схема зарядного устройства:
Доступно только для пользователей
Трансформатор GS-1415, 25 ватт 18 вольт выходное напряжение
Стабилитрон VD6 (1N4742A)
Пониженное переменное напряжение 18V со вторичной обмотки трансформатора поступает на диодный мост через плавкий предохранитель FU1. Диодный мост состоит из 4 диодов
VD1-VD4 типа 1N5408. Каждый из диодов 1N5408 выдерживает прямой ток 3
ампера. Электролитический конденсатор C1 сглаживает пульсации напряжения после диодного моста.
Диод VD5 (1N5408) защищает аккумулятор от разряда, если вдруг будет отключено сетевое питание.
Микросхема HCF4060BE, которая является 14-разрядным счётчиком с элементами для задающего генератора. Она управляет
биполярным транзистором структуры p-n-p S9012. Транзистор нагружен на электромагнитное реле S3-12A. На микросхеме U1 реализован просто таймер, который включает реле на время заряда – 60 минут.
При включении зарядника в сеть и подключении аккумулятора контакты реле JDQK1 разомкнуты.
Микросхема HCF4060BE запитывается от стабилитрона VD6 – 1N4742A (12V). Стабилитрон ограничивает напряжение с сетевого выпрямителя до уровня 12 вольт, так как на его выходе около 24 вольт.
Если взглянуть на схему, то не трудно заметить, что до нажатия кнопки
«Пуск» микросхема U1 HCF4060BE обесточена – отключена от источника
питания. При нажатии кнопки «Пуск» напряжение питания от выпрямителя
поступает на стабилитрон 1N4742A через резистор R6.
Далее пониженное и стабилизированное напряжение поступает на 16 вывод
микросхемы U1. Микросхема начинает работать, а также открывается
транзистор S9012, которым она управляет.
Напряжение питания через открытый транзистор S9012 поступает на
обмотку электромагнитного реле JDQK1. Контакты реле замыкаются, и на
аккумулятор поступает напряжение питания. Начинается заряд аккумулятора.
Диод VD8 (1N4007) шунтирует реле и защищает транзистор S9012 от скачка обратного напряжения, которое образуется при обесточивании обмотки реле.
Диод VD5 (1N5408) защищает аккумулятор от разряда, если вдруг будет отключено сетевое питание.
Что будет после того, когда контакты кнопки «Пуск» разомкнутся? По
схеме видно, что при замкнутых контактах электромагнитного реле плюсовое
напряжение через диод VD7 (1N4007) поступает на стабилитрон VD6 через гасящий резистор R6. В результате микросхема U1 остаётся
подключенной к источнику питания даже после того, как контакты кнопки
будут разомкнуты.
Сменный аккумулятор GB1 представляет собой блок, в котором последовательно соединено 12 никель-кадмиевых (Ni-Cd) элементов, каждый по 1,2 вольта.
На принципиальной схеме элементы сменного аккумулятора обведены пунктирной линией.
Суммарное напряжение такого составного аккумулятора составляет 14,4 вольт.
Также в блок аккумуляторов встроен датчик температуры. На схеме он обозначен как SA1. По принципу действия он похож на термовыключатели серии KSD. Маркировка термовыключателя JJD-45 2A. Конструктивно он закреплён на одном из Ni-Cd элементов и плотно прилегает к нему.
Один из выводов термодатчика соединён с минусовым выводом
аккумуляторной батареи. Второй вывод подключен к отдельному, третьему
разъёму.
Алгоритм работы схемы довольно прост.
При включении в сеть 220V зарядное устройство ни как не проявляет свою работу. Индикаторы (зелёный и красный светодиоды) не светятся. При
подключении сменного аккумулятора загорается зелёный светодиод, который
свидетельствует о том, что зарядник готов к работе.
При нажатии кнопки «Пуск» электромагнитное реле замыкает свои
контакты, и аккумулятор подключается к выходу сетевого выпрямителя,
начинается процесс заряда аккумулятора. Загорается красный светодиод, а
зелёный гаснет. По истечении 50 – 60 минут, реле размыкает цепь заряда
аккумулятора. Загорается светодиод зелёного цвета, а красный гаснет.
Зарядка завершена.
После зарядки напряжение на клеммах аккумулятора может достигать 16,8 вольт.
Такой алгоритм работы примитивен и со временем приводит к так
называемому «эффекту памяти» у аккумулятора. То есть ёмкость
аккумулятора снижается.
Если следовать правильному алгоритму заряда аккумулятора для начала
каждый из его элементов нужно разрядить до 1 вольта. Т.е. блок из 12
аккумуляторов нужно разрядить до 12 вольт. В заряднике для шуруповёрта
такой режим не реализован.
Вот зарядная характеристика одного Ni-Cd аккумуляторного элемента на 1,2V.
На графике показано, как во время заряда меняется температура элемента (temperature), напряжение на его выводах (voltage) и относительное давление (relative pressure).
Специализированные контроллеры заряда для Ni-Cd и Ni-MH аккумуляторов, как правило, работают по так называемому методу дельта -ΔV. На рисунке видно, что в конце зарядки элемента происходить уменьшение
напряжения на небольшую величину – порядка 10mV (для Ni-Cd) и 4mV (для
Ni-MH). По этому изменению напряжения контроллер и определяет, зарядился
ли элемент.
Так же во время зарядки происходит контроль температуры элемента с
помощью термодатчика. Тут же на графике видно, что температура
зарядившегося элемента составляет около 45 0 С.
Вернёмся к схеме зарядного устройства от шуруповёрта. Теперь понятно,
что термовыключатель JDD-45 отслеживает температуру аккумуляторного
блока и разрывает цепь заряда, когда температура достигнет где-то 45 0 С. Иногда такое происходит раньше того, как сработает таймер на микросхеме
HCF4060BE. Такое происходит, когда емкость аккумулятора снизилась из-за
«эффекта памяти». При этом полная зарядка такого аккумулятора
происходит чуть быстрее, чем за 60 минут.
Как видим из схемотехники, алгоритм заряда не самый оптимальный и со
временем приводит к потере электроёмкости аккумулятора. Поэтому для
зарядки аккумулятора можно воспользоваться универсальным зарядным устройством, например, таким, как Turnigy Accucell 6.
Возможные неполадки зарядного устройства:
Со временем из-за износа и влажности кнопка SK1 «Пуск» начинает плохо срабатывать, а иногда и вообще отказывает. Понятно, что при неисправности кнопки SK1 мы не сможем подать питание на микросхему U1 и запустить таймер.
Также может иметь место выход из строя стабилитрона VD6 (1N4742A) и микросхемы U1 (HCF4060BE). В таком случае при нажатии кнопки включение зарядки не происходит, индикация отсутствует.
Для поиска неисправностей нужно, для начала проверить ВСЕ напряжения согласно схеме:
«+» 12 вольт на 16 ножке микросхемы относительно 8 ножки;
«-» 12 вольт на коллекторе транзистора Q1 относительно 16 ножки микросхемы.
Для проверки реле — замкнуть перемычкой коллектор и эмиттер Q1, одновременно контролируя, любым удобным способом, напряжение или ток заряда АКБ.
Если все напряжения в норме — проверяем прозвонкой исправность деталей. Микросхему. — заменой на оригинальную.. Ломаться то, по большому счёту, нечему, главное — ТРАНСФОРМАТОР.
Начинать проверку деталей, нужно с кнопки «старт» которая со временем просто закисает.
Микросхема HCF4060BE (datasheet — http://www.st.com/st-web-. 386.pdf) Эта микросхема – таймер. Кнопкой мы, просто, запускаем его. Таймер, тупо, отсчитывает 1 час и отключает ЗУ! Ни за током заряда, ни за напряжением на АКБ, он, естественно, не следит. Главная задача – включить реле (S3-12A – обмотка 400 ом, питание 12 вольт). Реле же, своими контактами, подключает АКБ к простейшему ЗУ – трансформатор (220/20 при токе нагрузки 1,5 Ампера); диодный мост (4 х IN5408 /400 вольт х 3 Ампера) ; предохранитель; диод FR304( хотя на плате надпись — IN5408) — импульсный /3Ампера х 400В, ну и, собственно – сама АКБ!
Зарядка происходит в жёстком режиме – без ограничения тока.
Если, по каким либо причинам, Вам необходимо СРОЧНО зарядить АКБ шуруповёрта, то единственное условие быстрого восстановления ЗУ до работоспособного состояния– исправность того самого «простейшего ЗУ», о котором говорилось ранее – «трансформатор; диодный мост; предохранитель; импульсный диод; разъём подключения АКБ, ну и собственно сама АКБ! Смотрим схему ( переделка отмечена красным) и отпаиваем любой из выводов резистора R6(отключаем питание таймера), впаиваем перемычку параллельно выводам контактов реле, собираем всё в корпус, втыкаем ЗУ в розетку, АКБ в гнездо зарядного, ждём час — АКБ подключаем к «шурупику»
Источник