Схема электрическая зарядного устройства ultra power 18v. Зарядное устройство для аккумуляторов шуруповерта

Емкость их в среднем составляет 12 мАч. Для того чтобы устройство всегда оставалось в рабочем состоянии, необходимо зарядное устройство. Однако по напряжению они довольно сильно отличаются.

В наше время выпускаются модели на 12, 14 и 18 В. Также важно отметить, что производители применяют различные комплектующие элементы для зарядных устройств. Для того чтобы разобраться в этом вопросе, следует взглянуть на стандартную схему зарядного.

Схема зарядки

Стандартная электрическая схема зарядного устройства шуруповерта включает в себя микросхему трехканального типа. В данном случае транзисторов для модели на 12 В потребуется четыре. По емкости они могут довольно сильно отличаться. Для того чтобы устройство могло справляться с высокой тактовой частотой, на микросхеме крепятся конденсаторы. Они для зарядок используются как импульсного, так и переходного типа. В данном случае важно учитывать особенности конкретных аккумуляторных батарей.

Непосредственно тиристоры используются в устройствах для стабилизации тока. В некоторых моделях установлены тетроды открытого типа. По проводимости тока они отличаются между собой. Если рассматривать модификации на 18 В, то там часто имеются дипольные фильтры. Указанные элементы позволяют с легкость справляться с перегрузками в сети.

Модификации на 12В

На 12 В шуруповерта (схема показана ниже) представляет собой набор транзисторов емкостью до 4.4 пФ. В данном случае проводимость в цепи обеспечивается на уровне 9 мк. Для того чтобы тактовая частота резко не повышалась, применяются конденсоры. Резисторы у моделей используются в основном полевые.

Если говорить про зарядки на тетродах, то там дополнительно имеется фазовый резистор. С электромагнитными колебаниями он справляется хорошо. Отрицательное сопротивление зарядками на 12 В выдерживается в 30 Ом. Используются они чаще всего для аккумуляторных батарей на 10 мАч. На сегодняшний день они активной применяются в моделях торговой марки "Макита".

Зарядные устройства на 14 В

Схема зарядного устройства для шуруповерта на 14 В транзисторов в себя включает пять штук. Непосредственно микросхема для преобразования тока подходит лишь четырехканального типа. Конденсаторы у моделей на 14 В используются импульсные. Если говорить про батареи с емкостью в 12 мАч, то там дополнительно устанавливаются тетроды. В данном случае диодов на микросхеме предусмотрено два. Если говорить про параметры зарядок, то проводимость тока в цепи, как правило, колеблется в районе 5 мк. В среднем емкость резистора в цепи не превышает 6.3 пФ.

Непосредственно нагрузки тока зарядки на 14 В способны выдерживать в 3.3 А. Триггеры в таких моделях устанавливаются довольно редко. Однако если рассматривать шуруповерты торговой марки "Бош", то там они используются часто. В свою очередь у моделей "Макита" они заменяются волновыми резисторами. С целью стабилизации напряжения они подходят хорошо. Однако частотность зарядки может изменяться сильно.

Схемы моделей на 18 В

На 18 В схема зарядного устройства для шуруповерта предполагает использование транзисторов только переходного типа. Конденсаторов на микросхеме имеется три. Непосредственно тетрод устанавливается с Для стабилизации предельной частоты в устройстве применяется сеточный триггер. Если говорить про параметры зарядки на 18 В, то следует упомянут о том, что проводимость тока колеблется в районе 5.4 мк.

Если рассматривать зарядки для шуруповертов компании "Бош", то данный показатель может быть выше. В некоторых случаях для улучшения проводимости сигнала применяются хроматические резисторы. В данном случае емкость конденсаторов не должна превышать 15 пФ. Если рассматривать зарядные устройства торговой марки "Интерскол", то в них трансиверы используются с повышенной проводимостью. В данном случае параметр максимальной токовой нагрузки может доходить до 6 А. В конце следует упомянуть об устройствах компании "Макита". Многие из аккумуляторных моделей оснащаются качественными дипольными транзисторами. С повышенным отрицательным сопротивлением они справляются хорошо. Однако проблемы в некоторых случаях возникают с магнитными колебаниями.

Зарядные устройства "Интрескол"

Стандартное зарядное устройство шуруповерта "Интерскол" (схема показана ниже) включает в себя двуканальную микросхему. Конденсаторы подбираются для нее все с емкостью в 3 пФ. В данном случае транзисторы у моделей на 14 В используются импульсного типа. Если рассматривать модификации на 18 В, то там можно встретить переменные аналоги. Проводимость у данных устройств способна доходить до 6 мк. В данном случае батареи используются в среднем на 12 мАч.

Схема для модели "Макита"

Схема зарядного устройства имеет микросхему трехканального типа. Всего транзисторов в цепи предусмотрено три. Если говорить про шуруповерты на 18 В, то в данном случае конденсаторы устанавливаются с емкостью 4.5 пФ. Проводимость обеспечивается в районе 6 мк.

Все это позволяет снять нагрузку с транзисторов. Непосредственно тетроды применяются открытого типа. Если говорить про модификации на 14 В, то зарядки выпускаются со специальными триггерами. Данные элементы позволяют отлично справляться с повышенной частотностью устройства. При этом скачки в сети им не страшны.

Устройства для зарядки шуруповертов "Бош"

Стандартная шуруповерта "Бош" включает в себя микросхему трехканального типа. В данном случае транзисторы имеются импульсного типа. Однако если говорить про шуруповерты на 12 В, то там установлены переходные аналоги. В среднем пропускная способность у них имеется на уровне 4 мк. Конденсаторы в устройствах применяются с хорошей проводимостью. Диодов у зарядок представленного бренда имеется два.

Триггеры в устройствах используются только на 12 В. Если говорить про систему защиты, то трансиверы применяются лишь открытого типа. В среднем токовую нагрузку они способны переносить в 6 А. В данном случае отрицательное сопротивление в цепи не превышает 33 Ом. Если отдельно говорить про модификации на 14 В, то выпускаются они под батареи на 15 мАч. Триггеры не используются. При этом конденсаторов в схеме имеется три.

Схема для модели "Скил"

Схема зарядного устройства включает в себя трехканальную микросхему. В данном случае модели на рынке представлены на 12 и 14 В. Если рассматривать первый вариант, то транзисторы в цепи используются импульсного типа. Приводимость тока у них равняется не более 5 мк. В данном случае триггеры во всех конфигурациях используются. В свою очередь тиристоры применяются только для зарядок на 14 В.

Конденсаторы у моделей на 12 В устанавливаются с варикапом. В данном случае больших перегрузок они не способны выдержать. При этом транзисторы перегреваются довольно быстро. Непосредственно диодов в зарядке на 12 В имеется три.

Применение регулятора LM7805

Схема зарядного устройства для шуруповерта с регулятором LM7805 включает в себя только двухканальные микросхемы. Конденсаторы используются на ней с емкостью от 3 до 10 пФ. Встретить регуляторы данного типа чаще всего можно у моделей торговой марки "Бош". Непосредственно для зарядок на 12 В они не подходят. В данном случае параметр отрицательного сопротивления в цепи доходит до 30 Ом.

Если говорить про транзисторы, то они у моделей применяются импульсного типа. Триггеры для регуляторов использоваться могут. Диодов в цепи предусмотрено три. Если говорить про модификации на 14 В, то тетроды для них подходят лишь волнового типа.

Использование транзисторов BC847

Схема зарядного устройства для шуруповерта на транзисторах BC847 является довольно простой. Используются указанные элементы чаще всего компанией "Макита". Подходят они для аккумуляторов на 12 мАч. В данном случае микросхемы используются трехканального типа. Конденсаторы применяются с двоенными диодами.

Непосредственно триггеры используются открытого типа, а проводимость тока у них находится на уровне 5.5 мк. Всего транзисторов для зарядки в 12 В потребуется три. Один из них устанавливается у конденсаторов. Остальные в данном случае находятся за опорными диодами. Если говорить про напряжение, то зарядки на 12 В перегрузки с данным транзисторами способны переносить в 5 А.

Устройство на транзисторах IRLML2230

Схемы зарядки с транзисторами данного типа встречаются довольно часто. Компания "Интрескол" использует их в модификациях на 14 и 18 В. В данном случае микросхемы применяются только трехканального типа. Непосредственно емкость указанных транзисторов равняется 2 пФ.

Перегрузки тока от сети они переносят хорошо. В данном случае показатель проводимости в зарядках не превышает 4 А. Если говорить про другие компоненты, то конденсаторы устанавливаются импульсного типа. В данном случае их потребуется три. Если говорить про модели на 14 В, то в них тиристоры для стабилизации напряжения имеются.

Когда я придумывал схему, то старался ее максимально упростить, применив минимум компонентов.
1. Реле - любое с напряжением обмотки 12 Вольт (для вариантов с 3-4 аккумуляторами) и контактами рассчитанными на ток хотя бы 2х от тока заряда.
2. Транзистор - BC846, 847, или известный КТ315, КТ3102, а также аналоги.
3. Диод - любой маломощный диод.
4. Резисторы - любые в диапазоне 15 - 33кОм
5. Конденсатор - 33-47мкФ 25-50 Вольт.
6. Оптрон - PC817, стоит на большинстве плат блоков питания.

Собрал плату.

Здесь применены немного другие номиналы, хотя по сути важен только номинал резисторов R4 и R5. Номинал R5 должен быть по крайней мере в 2 раза меньше чем у R4.

Подбираем компоненты для будущей платы. К сожалению транзистор скорее всего придется купить, так как в готовых устройствах такие применяются редко, они могут встречаться на материнских платах, но крайне редко.

Плата универсальная, можно применить реле и сделать по предыдущей схеме, а можно применить полевой транзистор.

Теперь блок схема зарядного устройства будет выглядеть следующим образом:
Трансформатор, затем диодный мост и конденсатор фильтра, потом плата DC-DC преобразователя, ну и в конце плата отключения.
Полярность выводов индикации заряда я не подписывал, так как на разных платах может быть по разному, если что то не работает, то надо просто поменять их местами, тем самым изменив полярность на противоположную.

Переходим собственно к переделке.
Первым делом я перерезаю дорожки от выхода диодного моста, клемм подключения аккумулятора и светодиода индикации заряда. Цель - отключить их от остальной схемы, чтобы она не мешала «процессу». Можно конечно просто выпаять все детали кроме диодов моста, будет то же самое, но мне было проще перерезать дорожки.

Затем припаиваем фильтрующий конденсатор. Я припаял его прямо к выводам диодов, но можно поставить отдельный диодный мост, как я показывал выше.
Помним, что вывод с полоской - плюс, без полоски - минус. У конденсатора длинный вывод - плюс.

Печатные платы сверху не влазили совсем, постоянно упираясь в верхнюю крышку, потому пришлось разместить их снизу. Здесь конечно было тоже не все так гладко, пришлось выкусить одну стойку и немного подпилить пластмассу, но в любом случае здесь им было куда лучше.
по высоте они стали даже с запасом.

Переходим к электрическим соединениям. Для начала припаиваем провода, сначала я хотел применить более толстые, но потом понял что просто с ними не развернусь в тесном корпусе и взял обычные многожильные сечением 0.22мм.кв.
К верхней плате припаял провода:
1. Слева - вход питания платы преобразователя, подключается к диодному мосту.
2. Справа - белый с синим - выход платы преобразователя. Если применена плата отключения, то к ней, если нет, то на контакты аккумулятора.
3. Красный с синим - выход индикации процесса заряда, если с платой отключения, то к ней, если нет, то на светодиод индикации.
4. Черный с зеленым - Индикация окончания заряда, если с платой отключения, то на светодиод, если нет, то никуда не подключаем.

К нижней плате припаяны пока только провода к аккумулятору.

Да, совсем забыл, на левой плате виден светодиод. Дело в том, что я совсем забыл и выпаял все светодиоды, которые были на плате, но проблема в том, что если выпаять светодиод индикации ограничения тока, то ток ограничиваться не будет, потому его надо оставить (помечен на плате как CC/CV), будьте внимательны.

В общем соединяем все так, как на показано, фото кликабельно.

Затем клеим на дно корпуса двухсторонний скотч, так как снизу платы не совсем гладкие, то лучше использовать толстый. В общем этот момент каждый делает как удобно, можно приклеить термоклеем, привинтить саморезами, прибить гвоздями :)

Приклеиваем платы, провода прячем.
В итоге у нас должны остаться свободными 6 проводов - 2 к батарее, 2 к диодному мосту и 2 к светодиоду.

На желтый провод внимание не обращайте, это частный случай, у меня нашлось только реле на 24 Вольта, потому я его запитал от входа преобразователя.
Когда готовите провода, то всегда старайтесь соблюдать цветовую маркировку, красный/белый - плюс, черный/синий - минус.

Подключаем провода к родной плате зарядного. Здесь конечно у каждого будет по своему, но общий принцип думаю понятен. Особенно внимательно надо проверить правильность подключения к клеммам аккумулятора, лучше предварительно проверить тестером, где плюс и минус, впрочем то же самое касается и входа питания.

После всех этих манипуляций обязательно надо проверить и возможно заново установить выходное напряжение платы преобразователя, так как в процессе монтажа можно сбить настройку и получить на выходе не 12.6 Вольт (напряжение трех литиевых аккумуляторов), а к примеру 12.79.
Также можно подкорректировать и ток заряда.

Так как настройка порога срабатывания индикации окончания заряда не очень удобна, то я рекомендую купить плату с двумя подстроечными резисторами, это проще. Если купили плату с тремя подстроечными резисторами, то для настройки надо подключить к выходу нагрузку примерно соответствующую 1/10 - 1/5 от установленного тока заряда. Т.е. если ток заряда 1.5 Ампера и напряжение 12 Вольт, то это может быть резистор номиналом 51-100 Ом мощностью около 1-2 Ватт.

Настроили, перед сборкой проверяем.
Если сделали все правильно, то при подключении аккумулятора должно сработать реле и включиться заряд. В моем случае светодиод индикации при этом погасает, а включается когда заряд окончен. Если хотите сделать наоборот, то можно включить этот светодиод последовательно с входом оптрона, тогда светодиод будет светить пока идет заряд.

Так как в заголовке обзора все таки указана плата, а обзор о переделке зарядного, то я решил проверить и саму плату. Через пол часа работы при токе заряда 1 Ампер температура микросхемы была около 60 градусов, потому я могу сказать, что данную плату можно использовать до тока 1.5 Ампера. Впрочем это я подозревал с самого начала, при токе в 3 Ампера плата скорее всего выйдет из строя из-за перегрева. Максимальный ток при котором плату еще можно относительно безопасно использовать - 2 Ампера, но так как плата находится в корпусе и охлаждение не очень хорошее, то я рекомендую 1.5 Ампера.

Все, скручиваем корпус и ставим на полный прогон. Мне правда пришлось перед этим разрядить аккумулятор, так как я его зарядил в процессе подготовки прошлой части.
Если к зарядному подключается заряженный аккумулятор, то на 1.5-2 секунды срабатывает реле, потом опять отключается, так как ток низкий и блокировка не происходит.

Так, а теперь о хорошем и не очень.
Хорошее - переделка удалась, заряд идет, плата отключает аккумулятор, в общем просто, удобно и практично.
Плохое - Если в процессе заряда отключить питания зарядного, а потом опять включить, то заряд автоматически не включится.
Но есть куда большая проблема. В процессе подготовки я использовал плату из предыдущего обзора, но там же я писал, что плата без контроллера, потому полностью блокироваться не умеет. Но более «умные» платы в критической ситуации полностью отключают выход, а так как он одновременно является и входом то при подключении к зарядному которое я переделал выше, стартовать оно не будет. Для старта необходимо напряжение, и плате для старта необходимо напряжение:(

Решения данной проблемы несколько.
1. Поставить между входом и выходом платы защиты резистор, через который на клеммы будет попадать ток для старта зарядного, но как поведет себя плата защиты, я не знаю, для проверки ничего нет.
2. Вывести вход для зарядного на отдельную клемму батареи, так часто делается у аккумуляторного инструмента с литиевыми аккумуляторами. Т.е. заряжаем через одни контакты, разряжаем через другие.
3. Не ставить плату отключения вообще.
4. Вместо автоматики поставить кнопку как на этой схеме.

Вверху вариант без платы защиты, внизу просто реле, оптрон и кнопка. Принцип прост, вставили аккумулятор в зарядное, нажали на кнопку, пошел заряд, а мы пошли отдыхать. Как только заряд будет окончен, реле полностью отключит аккумулятор от зарядного.

Обычные зарядные устройства постоянно пытаются подать напряжение на выход если оно ниже определенного значения, но такой вариант доработки неудобен, а с реле не очень то и применим. Но пока думаю, возможно и получится сделать красиво.

Что можно посоветовать по поводу выбора вариантов заряда батарей:
1. Просто применить плату с двумя подстроечными резисторами (она есть в обзоре), просто, вполне корректно, но лучше не забывать что зарядное включено. День-два проблем думаю не будет, но уехать в отпуск и забыть зарядное включенным я бы не рекомендовал.
2. Сделать как в обзоре. Сложно, с ограничениями, но более правильно.
3. Использовать отдельное зарядное, например известный Imax.
4. Если в вашей батарее сборка из двух-трех аккумуляторов, то можно использовать B3.
Это довольно просто и удобно, кроме того есть полное описание в этом от автора Onegin45.

5. Взять блок питания и немного доработать его. Нечто подобное я делал в этом .

6. Сделать полностью свое зарядное, со всем автоотключениями, корректным зарядом и расширенной индикацией. Самый сложный вариант. Но это тема третьей части обзора, впрочем там же скорее всего будет и переделка блока питания в зарядное.

7. Использовать зарядное устройство типа такого.

Кроме того я часто встречаю вопросы насчет балансировки элементов в батарее. Лично я считаю, что это лишнее, так как качественные и подобранные аккумуляторы разбалансировать не так просто. Если хочется просто и качественно, то куда проще купить плату защиты с функцией балансировки.

Недавно был вопрос, можно ли сделать так, чтобы зарядное умело заряжать и литиевые аккумуляторы и кадмиевые. Да, сделать можно, но лучше не нужно так как кроме разной химии аккумуляторы имеют и разное напряжение. Например сборке из 10 кадмиевых аккумуляторов надо 14.3-15 Вольт, а из трех литиевых - 12.6 Вольта. В связи с этим нужен переключатель, который можно случайно забыть переключить. Универсальный вариант возможен только если количество кадмиевых аккумуляторов кратно трем, 9-12-15, тогда их можно заряжать как литиевые сборки 3-4-5. Но в распространенных батареях инструмента стоят сборки 10 штук.

На этом вроде все, я постарался ответить на некоторые вопросы, которые мне задают в личке. Кроме того, обзор скорее всего будет дополнен ответами на ваши следующие вопросы.

Купленные платы вполне работоспособны, но микросхемы скорее всего поддельные, потому нагружать лучше не более чем на 50-60% от заявленного.

А я пока думаю что надо иметь в правильном зарядном устройстве, которое будет делаться с нуля. Пока из планов -
1. Автостарт заряда при установке аккумулятора
2. Рестарт при пропадании питания.
3. Несколько ступеней индикации процесса заряда
4. Выбор количества аккумуляторов и их типа при помощи джамперов на плате.
5. Микропроцессорное управление

Хотелось бы также узнать, что интересно было бы вам увидеть в третьей части обзора (можно в личку).

Хотел применить специализированную микросхему (вроде даже бесплатный семпл можно заказать), но она работает только в линейном режиме, а это нагрев:((((

Возможно будет полезно, на архив с трассировками и схемами, но как я выше писал, добавочная плата скорее всего не будет работать с платами, которые полностью отключают аккумуляторы.

Дополнение, такие способы переделки подходят только для батарей до 14.4 Вольта (примерно), так как зарядные устройства под 18 Вольт аккумуляторы выдают напряжение выше 35 Вольт, а платы DC-DC рассчитаны только до 35-40.