Схема блока питания для шуруповерта 18в. Блок питания для шуруповерта

08.08.2023

Аккумуляторный шуруповерт – необходимая в хозяйстве вещь, основным достоинством которой является его мобильность. Однако при длительной работе инструмент требует регулярной подзарядки, что очень неудобно. Кроме того, старые аккумуляторы выходят из строя, а приобрести новые накладно или даже невозможно, поскольку модель может быть снята с производства. Рациональное решение – соорудить для шуруповерта постоянный источник питания.

Преимущества и недостатки переделки

Перед тем, как начать работу, следует оценить все плюсы и минусы модернизации инструмента из аккумуляторного в сетевой. Основной недостаток – потеря мобильности, что не всегда удобно для работы на высоте или далеко от розетки. Что касается достоинств, то тут можно выделить сразу несколько положительных факторов:

исчезает проблема внезапно разрядившихся батарей;
стабильный крутящий момент;
нет зависимости от температурного режима (при низких значениях аккумуляторы разряжаются быстрее);
экономия средств на покупку новых батарей.

Особенно актуальна модернизация тогда, когда «родные» аккумуляторы вышли из строя, а новых либо нет в продаже, либо за ними нужно далеко ехать. Случается и так, что купленный аппарат имеет какие-то проблемы при получении энергии от аккумулятора. Это может быть брак или недостатки схемы самой модели. Если в принципе инструмент устраивает, то его целесообразно переделать и осуществлять зарядку от сети.

Варианты источника питания

Поскольку для работы шуруповерта необходимо напряжение гораздо ниже, чем в централизованной сети, для сетевого инструмента необходим электрический адаптер – блок питания, который будет преобразовывать 220 Вольт переменного в 12, 16 или 18 Вольт постоянного значения. Существует несколько вариантов источника питания.

Импульсный

Импульсные аппараты – инверторная система. Подобные блоки питания сначала выпрямляют входное напряжение, затем преобразуют его в высокочастотные импульсы, которые подаются либо через трансформатор, либо напрямую. Стабилизации напряжения за счет обратной связи добиваются двумя способами:

за счет выходной трансформаторной обмотки при наличии источников с гальванической развязкой;
с помощью обычного резистора.

Опытные мастера отдают предпочтение импульсному блоку питания, поскольку он малогабаритный. Компактность достигается за счет отсутствия силового трансформатора.

Такой источник питания, как правило, имеет достаточно высокий КПД – порядка 98%. Импульсные блоки предусматривают защиту от короткого замыкания, чем обеспечивают безопасность устройства, а также блокировку при отсутствии нагрузки. Среди явных минусов главным является более низкая мощность по сравнению с трансформаторным вариантом. Кроме того, действие аппарата ограничено нижним пределом нагрузки, то есть при мощности ниже допустимого уровня блок питания работать не будет. Пользователи также отмечают повышенный уровень сложности ремонта по сравнению с трансформатором.

Трансформаторный

Трансформаторы считаются классическим вариантом блока питания. Линейный источник питания представляет собой симбиоз нескольких компонентов.

Понижающий трансформатор. Обмотка силового устройства рассчитана на напряжение в сети.
Выпрямитель, функция которого заключается в преобразовании переменного тока сети в постоянный. Различают два вида выпрямителей: однополупериодный и двухполупериодный. В составе первого 1 диод, во втором – диодный мост из 4-х элементов.

Также схема может включать другие комплектующие:

конденсатор большой емкости, необходимый для сглаживания пульсаций, расположенный после диодного моста;
стабилизатор, который обуславливает постоянное выходное напряжение, несмотря на любые скачки во внешней сети;
защитный блок от коротких замыканий;
высокочастотный фильтр для устранения помех.

Популярность трансформаторов обусловлена их надежностью, простотой, возможностью ремонта, отсутствием помех и низкой стоимостью. Среди недостатков только громоздкость, большой вес и низкий КПД. При выборе или самостоятельной сборке трансформаторных блоков питания следует учитывать, что выходное напряжение должно быть чуть выше необходимого для работы инструмента. Дело в том, что его часть забирается стабилизатором. Например, для шуруповерта с питанием на 12 Вольт выбирают трансформаторный блок питания со значением напряжения на выходе 12-14 Вольт.

Технические характеристики

При покупке или самостоятельной сборке блока питания всегда отталкиваются от необходимых технических параметров.

Мощность. Измеряется в Ваттах.
Входное напряжение. В отечественных сетях 220 Вольт. В других странах мира этот параметр отличается, например, в Японии 110 Вольт.
Выходное напряжение. Параметр, необходимый для работы шуруповерта. Как правило, варьируется от 12 до 18 Вольт.
КПД. Отражает эффективность работы источника питания. Если он мал, значит, большая часть преобразованной энергии идет на нагревание корпуса и деталей инструмента.

Необходимые материалы и инструменты

В работе по модернизации шуруповерта аккумуляторного типа можно использовать следующий набор инструментов:

отвертки различного типа;
пассатижи;
кусачки;
строительный нож;
изоляция в виде ленты;
электрический кабель (лучше многожильный), провод для перемычек;
паяльная станция, включающая паяльник, припой и кислоту;
корпусная коробка для блока питания, в качестве которой может выступать старый аккумулятор, заводское готовое устройство, самодельный короб.

При выборе коробки нужно учитывать размеры конструкции источника питания, чтобы он поместился внутрь устройства.

Как переделать своими руками

Для того чтобы шуруповерт работал от сети с напряжением 220 Вольт, необходимо соорудить блок питания, выдающий на выходе 12, 14, 16 или 18 Вольт в зависимости от модели инструмента. При помощи имеющегося корпуса аккумуляторного зарядного устройства можно сделать сетевую зарядку, выполняя действия в следующей последовательности.

Определить размеры корпуса. Сетевой блок нужно сделать такого размера, чтобы он поместился внутрь.
Малогабаритные источники обычно помещаются в корпус самого шуруповерта. Для этого требуется разобрать аккумулятор и вынуть все внутренности. В зависимости от модели инструмента корпус бывает разборным либо склеенным. В последнем варианте придется ножом вскрыть инструмент по шву.
С помощью маркировки определяем напряжение и силу тока. Как правило, производители не указывают последний параметр, но вместо него присутствует такой, как мощность, или полная электронагрузка, выраженная в Ваттах. В этом случае сила тока будет равна частному от деления мощности на электрическое напряжение.
На следующем этапе к контактам зарядного аппарата нужно припаять электропровод. Поскольку клеммы обычно изготовлены из латуни, а жилы сделаны из меди, выполнить эту задачу сложно. Для их соединения применяют специальную кислоту, которой обрабатывают латунную поверхность перед пайкой.
Обратные концы провода соединяются с выходом из батареи. Важным моментом является соблюдение полярности.

Чтобы блок питания работал правильно, следует подключить кабель с выполнением всех правил:

в конструкции делается отверстие, чтобы завести туда провод;
фиксация кабеля внутри корпуса осуществляется с помощью изоленты.

Конечно, было бы проще подключиться к сети напрямую с помощью вилки и розетки. Однако в этом случае устройство откажется работать. Во-первых, потому что рассчитано на постоянное небольшое напряжение, а в сети переменное и большое. Во-вторых, так безопаснее. Необходимы элементы для электрической цепи (диоды, резисторы и т. п.) можно покупать, а можно заимствовать из ненужных бытовых приборов, например, из энергосберегающей лампы. Бывает, что блок питания целесообразнее сделать полностью своими руками, а иногда лучше купить готовый.

Самодельный блок

Самый простой способ собрать зарядное устройство – использовать корпус от родного аккумулятора, который пришел в негодность. В этом случае для внутреннего наполнения пригодятся либо китайский блок питания на 24 Вольта, либо какие-то готовые БП, либо источник питания собственной сборки. Начало любой модернизации – электрическая схема. Ее необязательно чертить по всем правилам, достаточно от руки изобразить последовательность подключения деталей. Это позволит выявить ряд элементов, необходимых для работы, а также поможет избежать ошибок.

Переделка БП китайского производства

Подобный источник рассчитан на выходное напряжение в 24 Вольта. Его легко можно купить в любых торговых точках с радиодеталями, он доступен по цене. Поскольку большая часть шуруповертов рассчитана на рабочие параметры от 12 до 18 Вольт, придется реализовать схему, понижающую напряжение на выходе. Сделать это довольно легко.

В первую очередь следует выпаять резистор R10, который имеет постоянное сопротивление 2320 Ом. Он отвечает за величину выходного напряжения.
Вместо него следует припаять регулируемый резистор, имеющий максимальную величину в 10 кОм. Поскольку в блок питания встроена защита от включения, перед тем как устанавливать резистор, необходимо установить на нем сопротивление, равное 2300 Ом. В противном случае устройство работать не будет.
Далее на блок подают электричество. Мультиметром определяют значения выходных параметров. Не забудьте перед измерением выставить измерительный прибор на диапазон постоянного напряжения.
С помощью регулируемого сопротивления добиваются требуемого напряжения. Путем использования мультиметра нужно проконтролировать, чтобы сила тока не превышала 9 Ампер. В противном случае переоборудованный источник питания выйдет из строя, так как будет испытывать большие перегрузки.
Устройство крепят внутри старого аккумулятора, предварительно вынув из него все внутренности.

Переделка покупных блоков

Аналогично китайскому устройству можно встроить в аккумуляторную коробку и другие готовые источники питания. Их можно приобрести в любом магазине радиодеталей. Важно, чтобы выбранная модель была рассчитана на работу с сетью в 220 Вольт и имела подходящее рабочее напряжение на выходе. Модернизация в этом случае будет осуществляться следующим образом.

Сначала разбирают купленное устройство.
Далее переделывают конструкцию под необходимые параметры аналогично реконструкции китайского источника питания, описанного выше. Перепаивают сопротивление, добавляют резисторы или диоды.
Длину соединительных проводов следует выбирать исходя из габаритов аккумуляторного отделения электроинструмента.
Тщательно изолируют спаянные места.
Плату лучше оборудовать радиатором для охлаждения.
Трансформатор целесообразнее разместить отдельно.
Собранную схему монтируют внутри аккумуляторного отсека и фиксируют. Для надежности плату можно приклеить.
Присоединяют электрический кабель с учетом полярности. Все токопроводящие детали следует изолировать, дабы избежать короткого замыкания.
В корпусе необходимо просверлить несколько отверстий. Одно – под выход электрокабеля, другие – для отведения горячего воздуха, чтобы обеспечить циркуляцию и уменьшить степень нагревания шуруповерта во время работы.
По завершении работы проверяют функционирование прибора.

Самостоятельно сконструированные блоки питания

Детали для сборки берут либо из различных бытовых электроприборов или энергосберегающих ламп, либо покупают в радиолюбительских точках. Необходимо понимать, что от набора элементов будет зависеть и электрическая схема. Для ее сборки нужны определенные радиотехнические знания и умения. Графические варианты схем можно найти на просторах интернета либо в специализированной литературе.

В простейшем случае понадобится готовый электронный трансформатор мощностью 60 Ватт. Специалисты советуют выбирать устройства фирмы Taschibra или Feron. Они в переделке не нуждаются. Второй трансформатор собирается вручную, для чего приобретается ферритовое кольцо, размеры которого составляют 28х16х9 мм. Далее с помощью надфиля обтачиваются углы. По завершении его обматывают изолентой. В качестве платы лучше выбрать алюминиевую пластину толщиной 3 мм и выше. Она не только будет выполнять несущую функцию базы для всей схемы, но и одновременно проводить ток между элементами цепи.

Профессионалы рекомендуют включать в конструкцию светодиодную лампочку в качестве индикатора. Если ее размеры будут достаточными, то она также будет выполнять задачу подсветки. Собранное устройство фиксируют в корпусе аккумулятора шуруповерта. При конструировании необходимо помнить, что габариты самодельного источника питания ни в коем случае не должны превышать размеры аккумуляторного блока.

Подключение к компьютеру

Выносные источники питания можно сконструировать на основе блока питания от ноутбука или компьютера.

Из компьютерного БП

Как правило, умельцы используют блоки АТ-типа. Они имеют мощность порядка 350 Ватт и выходное напряжение около 12 Вольт. Этих параметров хватает для нормальной работы шуруповерта. Кроме того, все технические характеристики указаны на корпусе, что значительно упрощает работу по приспосабливанию блока питания к инструменту. Устройство можно либо позаимствовать со старого компьютера, либо купить в компьютерном салоне. Основным преимуществом является наличие тумблера включения, охлаждающего кулера и защитной системы от перегрузок.

Разборка корпуса компьютерного блока.
Ликвидация защиты от включения, заключающаяся в соединении зеленого и черного проводов, которые присутствуют в указанном разъеме.
Работа с разъемом MOLEX. Он имеет 4 провода, два из которых не нужны. Их необходимо отрезать, оставив только желтый на 12 Вольт и черный – заземление.
Припаивание к оставленным проводам электрического кабеля. Особое внимание следует уделить изоляции.
Разборка шуруповерта.
Соединение клемм инструмента с обратным концом электрокабеля.
Сборка инструмента. Необходимо отслеживать, чтобы шнур внутри корпуса шуруповерта не перекрутился и не сильно был прижат.

В качестве недостатка можно выделить приспособленность такого блока питания только под инструмент с рабочим напряжением не выше 14 Вольт.

Зарядное устройство от ноутбука

Источником питания для шуруповерта может стать зарядник от ноутбука. Его доработка сводится к минимуму. Необходимо отметить, что к использованию подойдет любое устройство на 12-19 Вольт. Алгоритм действий следующий.

Подготовка выходного шнура от зарядного прибора. С помощью кусачек отрезают разъем и зачищают концы от изоляции.
Разборка корпуса инструмента.
Оголенные концы зарядника припаиваются к клеммам шуруповерта, соблюдая полярность. Можно воспользоваться специальными пластиковыми стяжками, но профессионалы советуют не пренебрегать пайкой.
Изоляция соединений.
Сборка корпуса электроинструмента.
Тестирование на работоспособность.

Переделка готового зарядного устройства проще и доступна каждому.

Автомобильный аккумулятор

Отличным вариантом для питания шуруповерта служит автомобильный аккумулятор. Особенно в тех случаях, когда ремонт требуется в местности, лишенной электричества. Отрицательным моментом является то, что запитать инструмент от автоаккумулятора можно только на непродолжительное время, поскольку транспортное средство рискует разрядиться и не двинется с места. Для запуска шуруповерта иногда переделывают старый автомобильный аккумулятор аналогового типа. Такому устройству характерно ручное управление силой тока и выходным напряжением.

Инструкция по модернизации.

На первом этапе следует выбрать пару многожильных кабелей. Желательно, чтобы они были в обмотке разного цвета для различия, но одного сечения.
С одной стороны к проводам крепят контакты в виде «крокодилов», с другой – зачищают изоляционный слой на 3 сантиметра.
Оголенные концы загибают крючком.
Далее приступают к разбору корпуса шуруповерта.
Находят контактные клеммы, которыми инструмент соединялся с аккумулятором. К ним припаиваются согнутые зачищенные концы кабеля. Можно обойтись и без пайки, воспользовавшись специальными пластиковыми стяжками, однако профессионалы отдают предпочтение паяльнику.
Соединения следует хорошенько изолировать, в противном случае существует риск возникновения короткого замыкания.
Оба конца кабеля аккуратно укладываются внутри корпуса и выводятся наружу через рукоять. Возможно, придется просверлить дополнительные отверстия для этого.
Далее следует собрать инструмент.
После всех манипуляций аппарат тестируется. С помощью «крокодилов» шуруповерт соединяют с автомобильным зарядным устройством, соблюдая «+» и «-».

Подобный аналоговый блок питания удобен тем, что позволяет плавно регулировать параметры, подстраиваясь под любую модель шуруповерта.

Инверторный сварочный аппарат

Создание источника питания из инверторной сварки – более сложный вид модернизации, поскольку он подразумевает наличие определенных теоретических знаний в области электротехники и практических навыков. Переделка влечет за собой конструкционные изменения оборудования, что потребует умений производить расчеты и составлять схемы.

Меры предосторожности

При работе с любым электрическим прибором, который подвергся модернизации, следует соблюдать определенные правила безопасности.

В первую очередь при переделке ни в коем случае нельзя пренебрегать хорошей изоляцией контактов и заземлением.
Для шуруповерта необходимы кратковременные перерывы через каждые 20 минут. При переделке поменялись технические характеристики, которые закладывались производителем и были рассчитаны на работу от аккумулятора. Увеличение мощности повлекло к росту количества оборотов, что вызывает нагревание инструмента. Небольшие передышки продлят эксплуатационный срок шуруповерта.
Блок питания рекомендуется регулярно чистить от пыли и грязи. Дело в том, что при модернизации герметичность корпуса была нарушена, поэтому внутрь попадает загрязнение и влага, особенно во время работы под открытым небом.
Электрокабель нельзя перекручивать, натягивать или пережимать. Обязательно нужно отслеживать, чтобы он во время работы не подвергался никаким негативным воздействиям, которые могут привести к замыканию.
Специалисты не советуют пользоваться самодельным сетевым шуруповертом на высоте более двух метров. Поскольку это автоматически влечет за собой натяжение провода под собственным весом.
При настраивании выходных параметров нужно выбирать ток величиной в 1,6 раза большей, чем электроемкость аккумулятора.
Следует знать, что при подаче нагрузки на устройство, напряжение может снижаться от 1 до 2 Вольт. В большинстве случаев это не принципиально.

Те, кто использовал аккумуляторный шуруповерт – оценил его удобство. В любой момент, не путаясь в проводах, можно подлезть в труднодоступные ниши. Пока не разрядится .

Это первый недостаток – нуждается в регулярной подзарядке. Рано или поздно циклов перезаряда.

Это второй недостаток. Этот момент наступит тем раньше, чем дешевле ваш инструмент. Экономя средства при покупке, мы чаще всего приобретаем недорогие китайские «no-name» приборы.

В этом нет ничего зазорного, но следует отдавать себе отчет: производитель экономит так же, как и вы. Следовательно, самый дорогой блок (а это именно батарея) при комплектации будет самым дешевым. В результате мы получаем отличный инструмент с исправным двигателем и не изношенным редуктором, который не работает по причине некачественного аккумулятора.

Есть вариант приобрести новый комплект батарей, или заменить в блоке неисправные . Однако это бюджетное мероприятие. Стоимость сопоставима с покупкой .

Второй вариант – применение запасного или старого аккумулятора от автомобиля (если он у вас имеется). Но стартерная батарея имеет большой вес, и пользование таким тандемом не очень комфортно.

ВАЖНО! Многие шуруповерты имеют рабочее напряжение 16-19 вольт. Даже полностью заряженный автомобильный аккумулятор такого напряжения не обеспечит. А мы подразумеваем использование АКБ б/у, где на клеммах может быть максимум 10,5-11,5 вольт.

Выход есть – переделка шуруповерта в сетевой

Да, при этом теряется одно из преимуществ аккумуляторного инструмента – мобильность. Но для работ в помещениях с доступом к сети 220 вольт – это отличный выход. Тем более что вы даете новую жизнь сломанному инструменту.

Есть две концепции, как из аккумуляторного шуруповерта сделать сетевой:

Внешний блок питания. Идея не такая абсурдная, как может показаться. Даже крупный и тяжелый понижающий выпрямитель может просто стоять возле розетки. Вы одинаково привязаны к блоку питания, и к воткнутой сетевой вилке. А низковольтный шнур можно сделать любой длины;

ВАЖНО! Закон Ома гласит – при одинаковой мощности, уменьшая напряжение – повышаем силу тока!

Соответственно, питающий шнур на 12-19 вольт должен быть с большим сечением, нежели на 220 вольт.

Блок питания в корпусе от аккумулятора. Мобильность сохраняется, вы ограничены лишь длиной сетевого кабеля. Единственная проблема – как втиснуть достаточно мощный трансформатор в небольшой корпус. Вопросы по поводу того, как работает магазинный компактный шуруповерт от сети – можно не задавать. Там изначально установлен мотор на 220 вольт. Снова вспоминаем закон Ома, и понимаем, что мощный электродвигатель на 220 вольт может быть компактным.

Аккумуляторный шуруповерт – удобный и необходимый в хозяйстве инструмент. При эксплуатации «от случая к случаю», он может верой и правдой служить многие годы. К сожалению, через 2-3 года, даже при не очень интенсивной эксплуатации, аккумуляторы шуруповерта практически полностью теряют свою емкость. Исправный инструмент, а пользоваться нельзя… Что делать?

Выбросить и купить новый. Самое разумное решение, если Вы эксплуатируете щуруповерт профессионально. А если он бывает нужен всего лишь несколько раз в году – починить забор, повесить полку и т.п. Рука не поднимается выбросить исправный аккумуляторный шуруповерт. Поиск в Интернете показал, что эта проблема волнует многих. Как же предлагают поступить в данной ситуации экономные россияне и жители братских республик.

Первое, самое очевидное решение - использовать внешний аккумулятор для питания шуруповерта. Старый автомобильный или герметичный свинцово-кислотный от ИБП. Но проблема в том, что шуруповерт даже на холостом ходу потребляет 1,5…3 А, а под полной нагрузкой потребляемый ток превышает 10 А. Придется использовать либо толстые, либо короткие соединительные провода. И то и другое неудобно. Разве что работать с аккумулятором в рюкзаке…

Второе решение – сетевой блок питания шуруповерта. Ведь в большинстве случаев работы ведутся в пределах досягаемости электрической розетки. Несколько теряется мобильность, но зато щуруповерт постоянно готов к работе. В качестве блока питания можно использовать обычный трансформатор с выпрямителем. Просто, но тяжело и громоздко. Компьютерный блок питания легче, но проблема с проводами остается. Кроме того, стабилизированный блок питания при работе на коллекторный электродвигатель с резко меняющейся нагрузкой и искрящими щетками может вести себя непредсказуемо.

Самое разумное, на мой взгляд, смонтировать сетевой блок питания в аккумуляторном отсеке шуруповерта. Кабель питания в этом случае может быть небольшого сечения, гибкий и легкий. При необходимости можно использовать стандартный сетевой удлинитель. Сложность в том, что места в аккумуляторном отсеке очень мало. Тем не менее, задача вполне выполнима. Подобная конструкция описана в журнале «Радио» №7 за 2011г. – К. Мороз. Сетевой блок питания для шуруповерта. Эта статья растиражирована на многих сайтах, но практическая проверка описанной в ней конструкции показала, что электронный трансформатор для галогенных ламп, который предлагает использовать автор, – не лучшее, в данном случае решение.

Генератор с самовозбуждением на двух транзисторах хорошо работает на активную нагрузку, а вот искрящий коллектор и резко меняющаяся нагрузка – тяжелое испытание для него. В общем, после выгорания нескольких транзисторов я отказался от дальнейших экспериментов с электронным трансформатором.

Лучшее решение мне удалось найти, на форуме http://forum.easyelectronics.ru/viewtopic.php?f=17&t=1773 . Его предлагает Дмитрий (dimm.electron) - под таким именем он зарегистрировался на форуме. Собранный по предложенной им схеме блок питания предназначен для установки в аккумуляторный отсек шуруповерта на 12 или 14 В, в котором находилось 10 или 12 никель-кадмиевых аккумуляторов. Схема блока показана на рисунке.

Учитывая, что это должна быть простая и дешевая конструкция «выходного дня» я слегка доработал авторский вариант. С целью экономии места исключил сетевой фильтр. Это конечно плохо, но учитывая, что пользоваться шуруповертом планирую не часто, и в основном вдали от радиоаппаратуры, вполне допустимо. Не хватило места также и для резистора, ограничивающего зарядный ток конденсаторов в момент включения в сеть. Тоже не очень хорошо, но оправдания те же самые…

В схеме максимально использованы детали от старого компьютерного блока питания. Это выпрямительный мостик VD1, конденсаторы C1, C2, трансформатор T1 и диодная сборка VD4. Силовые транзисторы тоже можно использовать от компьютерного блока питания, но они должны быть обязательно полевыми. В моем блоке они оказались биполярными, пришлось приобрести рекомендованные автором IRF840.

Еще одно упрощение – использование обычного выпрямителя VD4 на диодах Шоттки, вместо предлагаемого автором «хитрого» синхронного выпрямителя. Замечу, что необходимо использовать диодную сборку именно из диодов с барьером Шоттки. Отличить ее от обычной можно, если измерить мультиметром в режиме прозвонки прямое падение напряжения на диодах. На диодах Шоттки падает не более 0,2 В, тогда как на обычных диодах около 0,6 В. Учитывая ограниченные размеры радиатора нагрев обычных диодов будет недопустимым.

Ну и, наконец, питание микросхемы DD1 осуществляется через обычный гасящий резистор R3. Автор использует для этого еще одну «хитрую» схему – питание берется с точки соединения транзисторов VT3, VT4 через гасящий конденсатор и дополнительный выпрямитель на диодах. Сложно в наладке – надо довольно точно подбирать емкость конденсатора, он должен быть высоковольтным и термостабильным. Есть вероятность сжечь DD1.

В процессе обсуждения на форуме родился еще один вариант схемы питания – с дополнительной обмотки трансформатора. Это самый лучший вариант, бесполезный нагрев элементов минимален. Но на трансформаторе нужна дополнительная изолированная обмотка на 20-30 В.

Трансформатор – это самый важный элемент схемы блока питания шуруповерта, от качества его изготовления на 90% будет зависеть Ваше мнение об умственных способностях автора разработки. Если использовать первое попавшееся ферритовое кольцо неизвестной марки, ничего хорошего не получится. Кроме магнитной проницаемости у феррита есть и другие параметры, которые очень важны в данном случае. Необходимо использовать специально предназначенный для работы в сильных магнитных полях феррит, например от трансформаторов импульсных блоков питания компьютеров, телевизоров и др. аппаратуры мощностью не менее 200 Вт. Технология намотки тоже очень важна, автор подробно описывает, как должны быть расположены обмотки на сердечнике.

Я поступил проще – использовал готовый трансформатор от старого компьютерного блока питания. Он как раз подходит по всем параметрам. Лучше раскурочить старый блок мощностью 200-250 Вт, в нем высота трансформатора равна 35 мм – как раз помещается в аккумуляторном отсеке. Трансформаторы от более мощных блоков имеют большую высоту и не помещаются в моем корпусе.

Перед выпаиванием трансформатора нужно внимательно рассмотреть, как соединяются его обмотки и с каких выводов запитан выпрямитель +5 В. Тут возможны варианты, может потребоваться небольшая коррекция чертежа печатной платы блока питания шуруповерта. Обращаю внимание, что используется именно 5-и вольтовая обмотка, амплитуда напряжения на ней как раз около 12 В. Другие обмотки не используются.

А вот намотать на такой трансформатор дополнительную обмотку или изменить число витков существующих, к сожалению не получится. Трансформатор залит эпоксидкой и при его разборке велика вероятность сломать сердечник.

В микросхеме IR2153D между выводами 1 и 4 установлен стабилитрон на 15,6 В, поэтому питание нужно подавать обязательно через токоограничивающий резистор. Показанный на схеме пунктиром диод VD5 необходим только при использовании IR2153 без индекса «D». Конденсаторы C1, C2 можно заменить одним – 100…150 МК, 400 В. При его приобретении определяющий параметр – высота, желательно не более 35 мм, иначе может не поместиться в корпус.

Резистор R3 составлен из 4-х последовательно включенных по 8,2К, 2 Вт. Его номинал желательно подобрать при наладке так, чтобы при минимально возможном напряжении в сети, напряжение на конденсаторе C4 не падало ниже 11 В. Для уменьшения бесполезного нагрева номинал этого резистора должен быть максимально возможным, если его уменьшить, просто увеличится ток через этот резистор и внутренний стабилитрон микросхемы.

Элементы R5, R6, VD2, VD3, VT2, VT4 защищают полевые транзисторы от пробоя в случае аварийных режимов работы. Номинал C9 увеличивать не следует, т.к. это увеличит и без того большой бросок тока при включении в сеть. Мостик VD1 должен выдерживать ток не менее 5 А при напряжении 400 В. VD4 – сборка из диодов Шоттки с допустимым током не менее 30А. VD1 и VD4 отлично подходят от компьютерного блока питания. Вентилятор на 12 В, его внешние размеры 40х40 или 50х50 мм. Элементы в корпусах для поверхностного монтажа типоразмеров 0805 или 1206. DD1 в DIP корпусе, обратите внимание на надежность изоляции на плате между выводами 5 и 6.

Чертеж печатной платы показан на рисунке, вид со стороны печатных проводников. Перед ее изготовлением нужно разобрать имеющийся аккумуляторный отсек шуруповерта и убедиться, что плата в него вписывается. Скорее всего потребуется небольшая коррекция, т.к. отсеки у разных производителей имеют небольшие конструктивные отличия.

Силовые транзисторы VT1, VT3 и диодная сборка VD4 монтируются на небольших алюминиевых пластинках. Их габариты – по месту. В корпусе необходимо просверлить вентиляционные отверстия. Вентилятор придется разместить снаружи корпуса – без него длительная работа не гарантируется. Естественной вентиляции в данном случае недостаточно. И не забудьте про предохранитель FU1.

При первом включении блок лучше запитать от источника питания 20-25 В с током 100…200 МА. При этом резистор R3 временно шунтируется другим, с номиналом 1К. Если все нормально, на выходе будет 0,6…1 В. Можно посмотреть форму и частоту импульсов на вторичной обмотке трансформатора. Там должны быть прямоугольные импульсы со скважностью 50% и частотой 50…100 КГц. Частота определяется номиналами R4, C5.

Если все нормально, убираем временно установленный резистор 1К, включаем последовательно с блоком питания шуруповерта лампу накаливания на 60…100 Вт и включаем все это в сеть. В момент включения лампа кратковременно вспыхнет и погаснет, на выходе должно установиться напряжение около 12 В. Если все работает, убираем лампу и проверяем работу блока под нагрузкой около 1 Ом. Наконец, выбрасываем аккумуляторы, устанавливаем блок питания в корпус и проверяем работу шуруповерта в разных режимах.

Если эта конструкция Вас заинтересовала, можете ознакомиться с вариантами схемы от автора и его рекомендациями по самостоятельному изготовлению трансформатора. Также доступны для скачивания два моих варианта чертежа печатной платы в Sprint Layout.

Основное достоинство аккумуляторного шуруповерта - автономность. Правда, все аккумуляторные батареи спустя некоторое время перестают держать зарядку. Из-за этого пользоваться инструментом становится все труднее, ведь после нескольких закрученных шурупов батарея полностью разряжается.

Конечно, можно просто купить новый аккумулятор, но в большинстве случаев стоит он столько, что начинаешь задумываться о приобретении шуруповерта. Лучшим выходом станет переделка одной батареи (как правило, в комплекте идет несколько аккумуляторов) в блок питания. Тем самым получится работать как от аккумуляторной батареи, так и от электросети.

Подготовительный этап

Прежде чем приступить к переделке, нужно сначала найти подходящий по величине сетевой блок питания для шуруповерта. Желательно, чтобы он мог умещаться в корпус батареи.

Кроме этого, из корпуса следует удалить все наполнение, и измерить его внутреннее пространство, поскольку габариты снаружи и изнутри могут отличаться.

После этого следует изучить маркировку или инструкцию на корпусе инструмента для выяснения напряжения питания. Затем придется самостоятельно высчитать ток потребления шуруповерта, ведь такой параметр изготовители нигде не указывают. Правда, для этого необходимо знать мощность.

Чтобы избежать вычислений, можно подобрать блок питания на глаз. При покупке обращайте внимание не только на ток зарядного устройства, но и на емкость батареи. К примеру, если емкость составляет 1,2 ампер-часа , а зарядка - 2,5, тогда вырабатываемый ток должен быть приблизительно между этими цифрами.

Вдобавок, перед тем как искать подходящий блок питания, необходимо сначала записать на бумаге следующее:

Размеры;
Минимальный ток;
Требуемое напряжение питания.

Сетевой блок питания для шуруповерта обязательно должен быть надежным, удобным, легким и малогабаритным. Еще при покупке такого инструмента надо обратить внимание на падающую нагрузочную характеристику . В случае перегрузки именно она поможет избежать повреждения инструмента. К тому же немаловажно обратить внимание на доступность деталей и простоту конструкции.

Лучше свой выбор остановить на импульсном блоке питания, поскольку он компактнее и легче, нежели трансформаторный. А вот китайские модели нередко маркируются сильно завышенными характеристиками. Можно использовать советские блоки питания. Однако у них слишком низкий КПД и внушительные размеры.

Искать это устройство рекомендуется на радиолюбительских и блошиных рынках . При его покупке сразу обговорите с продавцом возможность возврата. Дома обязательно проверьте работу блока питания. Для этого подключите его к инструменту, и попробуйте закрутить несколько шурупов.

Способ переделки шуруповерта

После покупки и проверки блока питания, его придется разобрать. Хорошо, если корпус закреплен шурупами, а не склеен. В последнем случае понадобится молоток, которым простукивают по всему периметру шва. Сложностей возникнуть не должно. Если все же появятся проблемы, то возьмите нож, и установите его острием вниз, постучите аккуратно по рукоятке. Корпус начнет наверняка расходиться.

Далее, паяльником от вилки отделяются выводы и шнур . В том месте, где была аккумуляторная батарея, необходимо разместить содержимое корпуса. Потом через отверстие в нем выводится шнур для работы от сети и припаивается к блоку питания. Выход его присоединяется к клеммам, соблюдая при этом полярность. Останется только собрать корпус и подключить блок питания к шуруповерту для тестирования.

Кстати, если корпус аккумулятора не совпадает по габаритам с блоком питания, тогда придется встроить в рукоятку прибора подходящее гнездо.

Чтобы напряжение во время работы инструмента не пошло на батарею, следует подключить блок параллельно питающим выводам и поставить в разрыве плюсового провода диод необходимой мощности. Устанавливать его надо минусом в сторону мотора.

Применение автомобильного аккумулятора

Он может стать отличной альтернативой для подключения шуруповерта, особенно когда работы выполняются вдали от электрической сети. Для этого достаточно отключить от инструмента зажимы и подсоединить их аккумулятору. Конечно, использовать его в таком режиме долгое время не стоит.

Создание трансформаторной катушки

Имеется и другой метод модернизации устройства в сетевой прибор. Заключается он в изготовление переносного блока питания. К шуруповерту подключается гибкий кабель, на другой стороне которого имеется вилка.

Правда, придется сделать отдельный блок питания или использовать готовый трансформатор, который оснащается выпрямителем. Подойдет любой, главное, чтобы его характеристики совпадали с параметрами инструмента.

Неопытному человеку будет тяжело сделать своими руками трансформаторные катушки . Вдобавок можно легко ошибиться в количестве витков и выборе диаметра проволоки, поэтому не стоит этого делать. Существует много ненужной современной техники, в конструкции которой уже есть необходимый трансформатор. Надо лишь выбрать подходящий и создать для него выпрямитель.

Для пайки выпрямительного мостика используют полупроводниковые диоды. Важно, чтобы их параметры совпадали с устройством.

Другой метод переделки шуруповерта

Что делать, если нужно проводить ремонтные и строительные работы на крыше или улице? В данной ситуации следует заменить аккумулятор на более мощный. Подойдут батареи от любой старой техники. Например, можно использовать у отжившего свой срок ноутбука литиевую батарею на 2200 ампер .

Первым делом разбирается корпус прибора, чтобы извлечь старый аккумулятор. Проводку от новой батареи соединяют со старой, соблюдая полярность. Делается это при помощи паяльника. После чего инструмент необходимо включить, чтобы проверить работу. Разъем для зарядки выводится через отверстие в корпусе и монтируется штекер. Шуруповерт можно заряжать как ноутбук.

Сама аккумуляторная батарея крепится термоклеем. Затем собирается корпус устройства.

Домашние мастера, которые смогли переделать свой инструмент в сетевой, должны при его применении соблюдать несколько правил:

Если не игнорировать все эти правила, то прибор сможет прослужить намного дольше. Разумеется, минусом станет потеря мобильности , но взамен удастся получить устройство, не нуждающееся в постоянной зарядке.

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?

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.

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 , для просмотра использовали программу . Получившийся график показан на рисунке 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.

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 ).

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.

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.

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.

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.

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	Примечание	Мой блокнот
	Рисунок №8
VD1-VD4	Диод	КД2998В	4		В блокнот
C1	Конденсатор	1.0 мкФ	1	400 В	В блокнот
C2	Конденсатор	0.47 мкФ	1	160 В	В блокнот
C3	Конденсатор электролитический	2200 мкФ	15	16 В