Нужно ли заряжать аккумулятор перед длительным хранением
Никель-кадмиевые элементы не рекомендуется разряжать совсем для длительного хранения. Чтобы емкость батареи быстрее восстановилась, в период хранения можно 3-5 раз зарядит и разрядить батарею. Во время работы тоже надо смотреть, чтобы элемент был разряжен перед зарядкой.
Диапазон саморазряжения у никель-металлогидридов выше, чем у остальных источников питания. Их советуют оставлять на сохранность полностью заряженными, а потом заряжать в течении 24 часов.
Самые простые литий-ионные батареи лишены «эффекта памяти» совсем. Саморазряжение у них низкое, емкость большая. Но такие АКБ лучше не разряжать полностью, иначе произойдет отключение защитной функции. Шуруповерты, оснащенные литиевыми элементами, оборудованы электроникой. В случае перепада напряжения она отключает батарею. Заряд-разряд на свойства источника питания не влияет, но срок службы их при этом невысокий – 2 года.
Часто в комплекте уже идет зарядное устройство
Типы применяемых батарей
Сырьем для изготовления служат :
- никель с кадмием (NiCd);
- никель с металлогидридами (NiMH);
- литий (Li-ion).
Емкость — основная характеристика, определяющая продолжительность беспрерывной работы инструмента. Измеряется в миллиамперах (мАч). Каждый элемент имеет свое напряжение в зависимости от типа. Самое большое у литий-ионных — 3,3 В. Напряжение на отдельном элементе никель-кадмиевых и никель-металлогидридных батарей — 1,2 В.
К достоинствам NiCd аккумуляторов относят:
- возможность ускоренной зарядки;
- способность выдерживать высокие нагрузки;
- низкую цену;
- поддержку параметров на морозе.
Несмотря на явные преимущества, этот тип почти снят с производства из-за чрезмерной токсичности. Они быстро разряжаются, даже если не работают.
Емкость наименьшая среди других типов источников питания. Эффект памяти — также существенный недостаток. Перед зарядкой такого аккумулятора его требуется разрядить под нагрузкой почти до нулевых показателей.
У Li-ion батарей несколько важных преимуществ:
- высокая емкость;
- низкий саморазряд;
- отсутствие эффекта памяти;
- способность работать на морозе.
Но такие АКБ боятся перегрева и могут взорваться. При глубоком разряде емкость восстановить невозможно. Для уменьшения рисков используют зарядные устройства с микроконтроллером. Все положительные качества отражаются на цене, которая выше, чем у других гальванических ИП.
Виды зарядных устройств для шуруповерта.
Тип аккумулятора, возможности зарядного аппарата прямо отражаются на стоимости инструментов. В зависимости от установленных батарей ЗУ бывают на 12, 14 и 18 Вольт.
https://youtube.com/watch?v=PFKHKkEnTFM
Принцип работы зарядного устройства
Зарядное устройство предназначено для пополнения энергией аккумуляторной батареи (или единичного элемента). Происходит это посредством пропускания постоянного (или импульсного однополярного) тока через АКБ. В гальваническом элементе (батарейке) химическая реакция, в результате которой возникает ЭДС, происходит самопроизвольно. В аккумуляторе эта реакция является возобновляемой и инициируется прохождением тока. Электрическая энергия превращается в химическую, а затем снова в электрическую.
Чтобы заставить процесс протекать, ток должен идти по направлению из источника к аккумулятору. Для этого выходное напряжение источника должно превышать напряжение на заряжаемом элементе, а ток заряда должен ограничиваться:
- на уровне 0,1-0,2С (номинальной емкости аккумулятора) – самый благоприятный режим для АКБ, но занимает много времени;
- в пределах от 0,2С до 0,35С – заряд происходит примерно в два раза быстрее, режим считается приемлемым;
- заряд током около 1С позволяет очень быстро пополнить запас энергии, но плохо влияет на срок службы АКБ – элемент может перегреться или выйти из строя даже в процессе зарядки.
Кроме формирования постоянного тока и потребного напряжения, зарядное устройство должно позволять контролировать эти параметры с помощью встроенных вольтметра и амперметра, и иметь возможность их регулировки. Еще лучше поддерживать эти характеристики автоматически, формируя наиболее благоприятный режим заряда аккумулятора.
Блок питания для шуруповерта
Все современные шуруповерты работают от аккумулятора. Чтобы он всегда оставался в заряженном состоянии, требуется блок питания. Зарядные устройства разных производителей могут существенно различаться. Во-первых, блоки комплектуются разными элементами, а во-вторых, их вольтаж бывает 12, 14 или 18 вольт.
В зарядных устройствах на 12 В используются транзисторы емкостью до 4,4 пФ, проводимость при этом находится на уровне 9 мк. Для нивелирования показателей тактовой частоты используются конденсоры. В зарядниках, использующих такое напряжение, чаще всего устанавливаются полевые резисторы.
Схема блока питания 12 В
В блоках на 14 В уже применены 5 транзисторов и импульсные конденсаторы. Используется микросхема преобразования тока четырехканального типа. Емкость резистора не превышает 6,3 пФ.
Схема зарядного устройства 14 В
В зарядниках 18 В используются только транзисторы переходного типа. Для нормализации максимальной частоты установлен сеточный триггер. Проводимость тока находится в районе 5,4 мк. На микросхеме находятся 3 конденсатора. Вместе с диодным мостом располагается тетрод. В некоторых моделях используются хроматические резисторы. Иногда применяются дипольные транзисторы.Схема зарядного устройства 18 В
Что нужно для переделки
Для переделки шуруповерта необходимо кратко ознакомиться с электрической схемой инструмента. Инструмент приводится в движение электродвигателем. В зависимости от мощности и класса инструмента напряжение может быть 12, 14, 18 вольт. Электродвигатель получает питание от батареи аккумуляторов соответствующего напряжения.
Двигатель передает крутящий момент на патрон через механический редуктор. Обороты двигателя изменяются как шестеренчатой системой редуктора, так и при помощи реверсивного электронного регулятора оборотов, совмещенного с кнопкой включения.
Устройство шуруповерта:
- Аккумуляторная батарея.
- Регулятор оборотов.
- Кнопка включения.
- Электродвигатель.
- Редуктор.
- Патрон.
Основная сложность переделки шуруповерта на работу от сети 220 вольт заключается в том, что ему требуется большая мощность. Никель-кадмиевые или литиевые аккумуляторы выдают ее без проблем. Но требуемую мощность выдать сможет не каждый блок питания.
Какой мощности нужен блок питания и сколько потребляет шуруповерт от блока питания?
Рассчитать требуемую мощность блока питания не составит труда – нужно умножить ток, потребляемый электродвигателем инструмента, на напряжение. К примеру, инструмент получает питание от аккумуляторной батареи, напряжение которой составляет 12 вольт. Ток, который нужен электродвигателю для работы, составляет 10 ампер. Получаем 120 ватт. Но это минимальное значение.
Для обеспечения нормальной работы при нагрузках, к примеру, при заворачивании шурупа в твердое дерево, мощность БП должна выбираться с запасом в 30-40%. Иначе шуруповерт не сможет нормально работать под нагрузкой или блок питания выйдет из строя.
Сила тока в зависимости от модели может составлять 7-10 А для бытовых шуруповертов и 30-40 А для профессиональных моделей. Напряжение аккумуляторной батареи может составлять 12 В, 14 В, 18 В в зависимости от конкретной модели.
Требуемые параметры напряжения, мощности и емкость аккумуляторной батареи обычно указаны на этикетке самого инструмента или в технической документации к нему.
Если рабочее напряжение инструмента составляет 12 В, количество вариантов выбора источника питания увеличивается, к примеру, можно подключить его к компьютерному блоку питания. Приобрести старый мощностью 300 Вт за небольшую цену вполне возможно. К тому же выдаваемой мощности хватит с запасом. К преимуществам этого варианта следует отнести: простоту переделки, а также то, что блок питания от компьютера мощностью от 300 Вт сравнительно легко найти.
Параметры блока указаны на наклейке, что находится на стенке. К примеру, там указано, что на вход приходит напряжение 220 v, на выход 12 v подается ток силой в 25 А. Получаем мощность в 300 Вт.
При желании в качестве источника питания на напряжение 12 В от сети можно использовать:
- светодиодный драйвер;
- электронный трансформатор для питания галогенных ламп низкого напряжения;
- зарядное устройство автомобильного аккумулятора.
Если инструмент рассчитан на питание другим напряжением, скажем, на 14 В или на 18 В, вариантов выбора блока питания немного. Для инструмента, работающего от напряжения 14 В и имеющего максимальный ток до 25А, в продаже имеется универсальный блок питания АИДА БШ 14 ПРО. Также имеется блок питания на 18 В, рассчитанный на ток до 20 А, АИДА БШ-18 ПРО.
Можно сделать своими руками блок питания на требуемое напряжение. Но для этого необходимы определенные знания по электронике. Схему такого БП можно посмотреть здесь. Есть схемы блоков питания, которые могут монтироваться вместо аккумуляторных батарей.
При подключении питания от зарядного устройства к шуруповерту необходимо использовать провод сечением больше 2,5 мм². Иначе провод будет сильно нагреваться, что может привести к расплавлению изоляции и короткому замыканию.
Также от длины провода зависит уровень потерь напряжения. Чем длиннее провод, тем, соответственно, больше потери. Если неправильно выбрать длину провода, может оказаться, что шуруповерт «не тянет», им нельзя закрутить шуруп в твердую древесину и т. п.
Еще на потери напряжения влияет качество соединения проводов. Провода, соединенные скруткой, будут иметь большое переходное сопротивление, которое значительно скажется на потерях напряжения.
Особенности зарядки аккумуляторов разных типов
Ниже представлены варианты зарядок для различных аккумуляторных батарей.
Никель-кадмиевые
У никель-кадмиевых (Ni-Cd) элементов питания довольно скоростной «эффект памяти». Это стоит учесть владельцам шуруповертов Bosch PSR. Поэтому разряжать их нужно до нуля. Иначе батареи быстро придут в негодность.
- Прежде чем запустить процесс зарядки никель-кадмиевые элементы необходимо разрядить.
- Подключить зарядник и дождаться его отключения, когда батарейка зарядится полностью. Индикатор на ЗУ даст об этом знать.
- В некоторых случаях зарядка не рассчитана на автоотключение. Тогда нужно дождаться окончания зарядки и вручную отключить ЗУ.
Производители иногда позволяют себе лукавить. В среднем никель-кадмиевый элемент работает 500 часов. Но в инструкции к шуруповерту нередко можно увидеть цифру «1000». Следует знать, что такое время инструмент отработает только в условиях, близких к идеальным. К примеру, шуруповерт Vinzor стоимостью меньше 1200 рублей будет работать меньше 500 часов.
Никель-металлогидридные
У этих батарей тоже есть «эффект памяти», хотя и не такой сильный, как у кадмиевых. Никель-металлогидридные (Ni Mh) аккумуляторы перед зарядкой разряжаются до конца. Перед началом работы необходимо пять раз произвести зарядку и столько же раз разрядить.
Литий-ионные
Самый первый нетребовательный и популярный аккумулятор для шуруповерта. «Эффект памяти» отсутствует. Литий-ионные (Li Ion) элементы, новые или бывшие в работе, можно заряжать в любое время.
- Полностью разряженными Li Ion лучше на зарядку не ставить. Желательно, чтобы остаток заряда составлял 20-40%.
- Подходящая температура для зарядки должна быть от +10° до +15°. Так как литий-ионные батареи не боятся холода, работать шуруповертом можно при температуре до – 10 °С.
Литий-ионные батареи шуруповерта
Трансформаторный блок для питания шуруповерта
Трансформаторными источниками питания называются такие приборы, в которых располагается понижающий входное напряжение трансформатор. Помимо него, в таких блоках установлен диодный выпрямитель и конденсатор фильтра.
Конденсатор сглаживает пульсации выходного напряжения. По сути, трансформатор выдает напряжение того же вида, что и в сети 220 вольт, а точнее, синусоидальной. При работе от бесперебойных источников его форма может быть совсем несинусоидальной. Форма выпрямленного напряжения непостоянна во времени, поэтому необходима установка элемента, поддерживающего выходное напряжение постоянной величины, что выполняется на сглаживающем конденсаторе.
Плюсы трансформаторных блоков:
• Простота и надежность.
• Составные элементы легко найти в продаже.
• Отсутствие частей, создающих радиоволновые помехи.
