Диагностика неисправностей АКБ
Подозревать неисправность батареи шуруповерта или проводить ее восстановление нужно не сразу, а сначала попробовать заменить ее на вторую из комплекта, прежде зарядив ее как следует. Если шуруповерт вращается плохо, то это может быть вызвано поломками в его механике (мотор или редуктор). В случае сомнений нужно заменить блок питания, если есть такая возможность. Если все указывает на аккумулятор, то тогда можно приступать к его диагностике и восстановлению.
Прежде всего нужно выяснить тип батареи. Это написано на ее корпусе и от этого зависит возможность восстановления. Также должно быть указано номинальное напряжение. Оно обычно лежит в пределах 14 … 19 В. Затем, не разбирая корпус блока аккумуляторов, проводят его проверку. Для этого можно использовать два метода:
- Проверка мультиметром;
- Проверка нагрузкой.
Метод мультиметра
Мультиметр может быть использован в двух режимах: измерения напряжения и измерения тока. Если есть два прибора, то это еще лучше, не потребуется делать лишних переключений.
Схема измерений показана ниже:
Один мультиметр переключается в режим измерения напряжения (вольтметр), другой – в режим измерения тока (амперметр). Если прибор только один, то вместо амперметра придется использовать просто провод. Провода от аккумулятора к вольтметру могут быть тонкими, а провода от источника питания к батарее – потолще, но не стоит слишком увлекаться, в конце-концов для всей цепи подойдут провода 0.5 сечением мм.кв.
Если напряжение на батарее в норме, но ток заряда мал, значительно меньше одного ампера, то для Ni-Cd аккумулятора это может означать неисправность одного из элементов батареи. Восстановление аккумулятора шуруповерта здесь отменяется, нужен ремонт. Для Li-ion это означает, что либо он в норме, либо также неисправность одного из элементов.
Пусть Ni-Cd аккумулятор имеет номинальное напряжение 18 Вольт. Тогда легко узнать, сколько внутри элементов, не открывая корпуса. Зная номинальное напряжение Ni-Cd 1.2 В, поделите: 18/1,2 = 15. Значит, в корпусе 15 элементов. Если вольтметр показывает холостое напряжение 16,8 В, то это может означать и замыкание одной из банок, и просто разряд нормальной батареи. Такая батарея в разряженном состоянии дает 15 В. Если заряженная показывает 16,8 В или около того, значит, один из элементов замкнут накоротко. Восстановить тоже не получится, придется заменить.
Если батарея при зарядке пропускает ток больше одного ампера, а напряжение постепенно растет, увеличиваясь на 0,1 В за каждые 5-10 минут, и в конце заряда напряжение чуть больше номинала, то аккумулятор в порядке, восстановления не требуется.
Метод нагрузки
Этот метод похож на предыдущий и он пожалуй, проще. Не нужно разбирать зарядное устройство, или использовать лабораторный источник питания. Понадобится только:
- Автомобильные лампочки;
- Мультиметр;
- Куски провода;
- Паяльник с припоем и флюсом.
Схема проверки:
Если аккумулятор отдает номинальный ток в течение нескольких минут, вольтметр показывает напряжение немного ниже номинала, а лампочки не тускнеют, то батарея исправна. Может однако случиться, что для Ni-Cd вскоре ток начнет ослабевать. Это проявление «памяти». В таком случае нужно провести восстановление. Литий-ионные батареи не имеют эффекта памяти, хотя в теории он существует, на практике считают, что его просто нет.
Поэлементная проверка
Этот способ требует разборки корпуса батарейного блока. Он применяется, когда аккумулятор или его элемент перестает отдавать хороший ток, а попытки восстановления оказываются неудачными. Здесь достаточно одного плохого звена, поскольку они соединены последовательно. Но чтобы найти такой элемент, нужно проверить внутреннее сопротивление каждого из них.
Разумеется, начинать надо с общего осмотра всех банок: нет ли трещин, подтекания и т.д. Неисправный элемент сразу выдаст себя внешним видом.
Проверку на токовую отдачу производят с использованием закона Ома для полной цепи (он же первый закон Кирхгофа). Для этого нужно взять сопротивление с номиналом 10 Ом, рассчитанное на 25 Вт, и амперметр. Проверяемый элемент закорачивают на сопротивление, включенное последовательно с амперметром.
Например, пусть для Ni-Cd аккумулятора с напряжением 1,2 В получен ток 100 мА. Запишем его и повторно сделаем измерение, но уже не тока, а напряжения на элементе. Сначала измерим холостое напряжение, без подключения резистора, а потом подключим резистор и посмотрим, насколько упало напряжение. Пусть первый раз было 1,2 В, а после подключения резистора стало 1,05 В. Тогда внутреннее сопротивление этого элемента:
Какие меры следует соблюдать, чтоб не разрушить литиевый аккумулятор?
По причине ограничений технологии показатель заряженности литиевых аккумов не ожидается выше 4,25-4,35 В. Разряд не должен доходить до показателя 3.2,5-2,7. Это условие указывается в техническом паспорте для каждой определенной модели. При завышении этих значений возможно вывести устройство из строя. Используются особые контроллеры зарядки и разрядки, которые сохраняют напряжение на литиевой ячейке в рамках нормы. Переделка шуруповерта на литиевый аккумулятор с контроллером защитит устройство от сбоя при работе.
Показатель напряжения литиевых аккумов кратен 3,7 В (3,6 В). У Ni-Mh-моделей Такой показатель составляет 1,5 В. Это явление объяснимо. Номинальное напряжение в литиевых устройствах сохраняется на отдельной ячейке. Литиевый аккумулятор 12 вольт никогда собран не будет. Номинал составит 11,1 В (три поочередные ячейки) либо 14,8 В (четыре поочередные ячейки). В дополнение, показатель напряжения литиевой ячейки изменяется во время работы при рабочей зарядке на 4,25 В, а при рабочей разрядке. на 2.7,5 В. Показатель напряжения 3S (3 serial. три поочередных соединения) будет изменяться при функционировании приспособления от 12,6 В (4,2х3) до 7,5 В (4.5,5х3). Для 4S-конфигурации Этот расхожий слух показатель колеблется от 16,8 до 10 В.
Переделка шуруповерта на литиевые батареи 18650 (большинство изделий обладает конкретно этим размером) просит учета различия в габаритах с Ni-Mh-ячейками. Поперечник ячейки 18 650 равен 18 мм, а высота составляет 65 мм
Важное условие подсчитать, какое количество ячеек поместится в корпусе. При всем этом следует держать в голове, что для модели с мощностью 11,1 В для вас надо количество ячеек, кратное трем
Для модели с мощностью 14,8 В — четырем. Еще должен поместиться контроллер и коммутационные провода.
Устройство для зарядки для аккума основываясь на лития отличается от приспособления для Ni-Mh-модификаций.
По тексту статьи будет рассмотрено, как происходит переделкашуруповерта на литиевые батареи Li-Po. Инструмент укомплектован парой Ni-Mh-аккумуляторных батарей с показателем напряжения 12 В и емкостью 2.7,6 Ач. Будет рассмотрена переделка шуруповерта Hitachi. Литиевые батареи обеспечат устройству долговременную службу.
Сборка зарядного устройства
Этапы зарядки литий-ионной батареи.
Зарядка литий-ионных аккумуляторов имеет свои особенности. Она производится в два этапа:
- на первой стадии пополнение энергии происходит постоянным током (напряжение для этого должно плавно возрастать), этот этап позволяет зарядить аккумулятор примерно до 80% номинальной емкости;
- на втором этапе АКБ заряжается постоянным напряжением (ток при этом падает).
Также на графике показан предварительный этап зарядки малым током. Он нужен для глубоко разряженных элементов. Очевидно, что для выполнения такого алгоритма и полного использования ресурса АКБ надо применить специфическое зарядное устройство. Несоблюдение алгоритма приводит к неполному использованию емкости батареи и снижению ее ресурса. Устройство с такими функциями надо приобрести готовым или собрать самостоятельно, если позволяет квалификация. Подобные ЗУ выполняются на основе специализированных микросхем. Переделка готового зарядного устройства от других аккумуляторов сложна и нецелесообразна.
Схема зарядного устройства на микросхеме MAX1555 с возможностью питания от внешнего источника или от USB.
Второй этап заряжания постоянным напряжением не предусматривается. Контроль уровня зарядки сводится к измерению времени – через заданный период источник тока отключается, а функции предохранения от излишнего заряда возлагаются на внутреннюю схему защиты аккумулятора (если она отсутствует, то на владельца АКБ).
Рекомендуем серию видеороликов “Вторая жизнь шуруповерта”
Поменять отслужившие свой срок аккумуляторы шуруповерта на литиевые – разумный шаг. Выполнить его можно самостоятельно, но надо учесть особенности эксплуатации АКБ такого типа. После ознакомления с материалами данного обзора принципиальных вопросов у пользователя не останется.
