Блок питания для аккумуляторного шуруповерта

На просторах интернета встречается множество схем импульсных блоков питания для шуруповертов. Они или сложны и врятли поместятся в батарейный отсек, или слишком сырые, недоработанные и ненадежные. Глядя на подобные схемы возникает много вопросов, ответов на которые нет.

Данный блок питания адаптируется под любой батарейный шуруповерт путем подбора вторичной обмотки, помещается в корпус батарейного NiCd отсека и самое главное – уверенно переносит "холодный" старт двигателя. Известно, что двигатель шуруповерта имеет значительный стартовый ток, который способен вывести из строя даже мощные ИБП или как минимум спровоцировать срабатывание защиты. Описываемое устройство справляется с большими импульсами тока, обладая при этом довольно простой конструкцией.

Схема

Вот несложная схема блока, схема была нарисована на скорую руку, может позже уделю ей время и перерисую в более понятный вид. Картинка увеличивается по нажатию.

Прототипом взята схема из советских времен и усовершенствована с помощью советов обитателей форума "Радиокот". По сути это схема электронного трансформатора с "лишними" для китайских производителей деталями. Добавлен узел обратной связи по напряжению, он выделен красным. В идеале эта часть схемы не задействована, но это в процессе наладки.

Транзисторы взяты SBW13009 с запасом, это повышает надежность блока в целом. Схема обладает весьма полезным свойством: благодаря резисторам в эмиттерных цепях, блок во время холодных пусков, когда токи значительно превышают номинальные – повышает частоту преобразования. Благодаря этому импульсы больших токов ему не страшны. Запуск выполнен на VS1 и блокируется диодом VD5, когда устройство выходит на автогенераторный режим. В процессе опытов с блоком было решено отказаться от узла защиты, которая блокирует запуск при перегрузке – с шуруповертом она будет только мешать.

По совету "радиокотов" был введен снаббер C5R3, он снижает обший уровень помех от блока, уменьшает потери на коммутацию транзисторов и предотвращает появление сквозных токов. Выпрямление во вторичной цепи происходит по схеме со средней точкой, благодаря такому решению количество диодов уменьшено до 2 (диодная сборка) и уменьшены потери на тепло. Так же, для уменьшения потерь взята сборка из диодов Шоттки.

В отличие от электронного трансформатора (ЭТ) в схеме реализованы две обратные связи, по току и по напряжению. Благодаря этому блок запускается без нагрузки. Однако практика показывает, при работе вхолостую нагреваются силовые ключи, поэтому если удается добиться уверенного пуска шуруповерта без ОС по напряжению – C15 попросту не впаивается в схему.

Конденсаторный баян на выходе, вместо одного электролита необходим по причине тех же больших пусковых токов. Когда у меня стоял один конденсатор, его выводы плавились при определенном положении кнопки шурика. То есть выводы одного конденсатора не рассчитаны на такие токи, в принципе, как и сам одиночный конденсатор.

Резистор R8 выполняет две роли: первая – это не позволяет на холостом ходу развиться напряжению выше номинального, вторая – с отключенной ОС по напряжению дает пусковой ток во вторичной цепи и позволяет запуститься ШИМ-у шуруповерта.

Перемычка "П" используется в процессе наладки блока, при первом пуске и настройке вместо нее подключается лампа накаливания 100Вт, при испытании на шуруповерте просто замыкается перемычкой или предохранителем.

Детали

Рассмотрим используемые детали и возможность их замены.

Транзисторы

В качестве силовых ключей VT1-VT2 использованы биполярные n-p-n транзисторы SBW13009 в корпусе TO-3PN. Встречаются они в качественных АТХ-блоках, иных мощных импульсниках. В компьютерных АТХ обычного качества чаще встречаются MJE13009 в корпусах TO-220, их токовые параметры в два раза меньше. Их так же можно использовать, но нужно 4 транзистора вместо 2 и включать их нужно попарно, с индивидуальным резистором в эмиттере.

Данные транзисторы используются в мощных ИБП, поэтому снять их откуда-либо получится редко. А использовать MJE13009 как замену я бы не рекомендовал. Лучше раскошелиться на мощные, стоимость их в районе ста рублей за штуку.

Коммутирующий трансформатор

Трансформатор Тр2 намотан на колечке из феррита с прямоугольной петлей намагничивания. Такие кольца встречаются в подобных автогенераторных преобразователях – ЭТ, балласт энергосберегающей люминесцентной лампы. В светодиодных лампах таких колец нет! Категорически не рекомендую использовать обычный феррит, блок будет работать, но очень ненадежно, на транзисторах будет рассеиваться много тепла, сквозные токи будут обычным делом. Желтые кольца из компьютерной техники так же не подойдут!

Вариант извлечения из ЛДС энергосберегающей лампы мне кажется самым доступным – колечко можно взять из сгоревшей лампы. Так как обмотки будут выполнены обмоточным эмалированным проводом, нужно покрыть кольцо парой слоев цапонлака, на крайняк лаком для ногтей без блесток. Главное проследить чтобы лак попал на всю поверхность, в том числе на внутреннюю сторону. Лак выступает в качестве дополнительной изоляции.

Все обмотки выполнены эмалированным проводом ПЭЛ или подобным, если имеется ПЭЛШО (в дополнительной шелковой оплетке) это еще лучше. Обмотка 1 содержит один законченный виток провода не тоньше 0.8 мм. Для дополнительной изоляции его лучше поместить в отрезок изоляции монтажного провода. Обмотки 2,3,4 содержат по 4 витка 0.3-0.4 мм. Очень важно мотать все обмотки в одну сторону и помечать начало, и конец!

Силовой трансформатор

Трансформатор Тр1 намотан на двух сложенных вместе ферритовых кольцах К31х18.5х7 М2000НМ. Первичная обмотка содержит 82 витка провода 0.6 мм. Обмотка намотана по всей окружности кольца. Кольца изначально изолированы от обмотки, так же между обмотками следует выполнить надежную изоляцию. Я использовал изоленту, но лучше использовать более термостойкую, например лакоткань.

Данные вторичной обмотки зависят от рабочего напряжения шуруповерта, для 12-вольтового 8+8 витков (16 витков в одну сторону с отводом от середины) провода не тоньше 1.4 мм. Вообще диаметр провода вторичной обмотки следует брать максимально возможный. Лучше мотать жгутом из нескольких жил (4-5 шт) провода 0.8-1 мм. Главное, чтобы обмотка уместилась в окно колец. Я к примеру, взял провод с дросселя АТХ. Про точный подбор витков для шуруповертов более 12 В или меньше немного ниже.

Во время намотки вторичной обмотки следует оставить свободное место под 2 витка обмотки номер три. Выполнить ее можно как эмалевым проводом 0.3, так и монтажным. Обмотки один и три следует помечать, где начала.

Для трансформатора можно использовать ферритовые кольца проницаемостью 2000 других, близких размеров, главное, чтобы площадь поперечного сечения колец была не меньше. В магазине я нашел кольцо R36x23x15 PC40, в недалеком будущем испытаю его. Такое колечко может заменить два К31х18.5х7. Аналогично коммутирующему трансу, желтые комповские кольца неприменимы!

Некоторые умельцы на форумах утверждают, что мотали данный трансформатор на кольце К28Х15Х11. Возможно так и было с другими намоточными данными (первичка 100+ витков), я не рекомендую рассматривать такой вариант – нужно обладать нехилым мастерством, чтобы уложить все обмотки на маленькое кольцо!

Если для обмоток используется б/у-шный провод, следует пристально следить, чтобы лаковая изоляция не была повреждена!

Дроссель

А вот для дросселя L1 желтое колечко наоборот в самый раз! Точнее не любое желтое, а именно с дросселя групповой стабилизации (ДГС) из компьютерного блока питания. Я применил кольцо с внешним диаметром 27 мм. Намотать нужно не менее 20 витков проводом, сечением не ниже, чем у вторичной обмотки Тр1.

Конденсаторы

Все конденсаторы "горячей" части схемы должны быть рассчитаны не менее чем на 400В. В качестве C3-C4 я применил пленочные из АТХ, они на 250В, терпимо, но лучше ставить на 400. Емкость их может быть ниже, но тогда может произойти снижение мощности. Так же можно снизить C2 с 200 мкф до 100, возможно, тогда падение напряжения на нагрузке будет более крутым.

Конденсатор снаббера C5 минимум на 1000В, изначально берется 3.3n и подбирается по нагреву резистора. C15 достаточно на напряжение 50В.

В низковольтной части C6-C7 не ниже 50В, электролитические C8-C14 не ниже 25В. Количество электролитических кондеров не принципиально, главное не меньше 5 шт, номиналом 100-1000 мкф.

Резисторы

Резисторы берутся согласно указанных на схеме номиналов и мощностей. R3 взят из снаббера АТХ, габариты его несколько больше стандартных 2ВТ, поэтому не могу сказать о его мощности точно. Данный резистор может прилично греться, поэтому мощность его лучше брать побольше.

В качестве R1 взят термистор из того же АТХ, он очень малогабаритный. В крайнем случае его можно заменить на резистор 3-5 Ом 5Вт, но он занимает много места.

Диоды

Диодный мост VDS1 на 3-4А из полюбившегося АТХ, можно заменить на четыре диода 400В 3А. Диоды FR107 взяты оттуда же, меняются на любые другие с обратным напряжением не менее 1000В. Динистор VS1 можно взять из сгоревшей лампы вместе с кольцом, как правило, динистор целый.

Диодная сборка из двух диодов Шоттки VD3-VD4 – S30D40C взята с 5-вольтовой шины АТХ. Держит она 40В и 30А. Вообще, эти диоды можно взять на свое усмотрение, напряжение должно превышать рабочее в два раза и ток 15-20А. Для не слишком мощных шуруповертов можно брать сборку с 12-вольтовой шины АТХ, это актуально, когда напряжение питания шуруповерта превышает 20В, 40-вольтовая S30D40C становится не так надежна. Запас по напряжению необходим, ибо на выходе силового трансформатора могут присутствовать выбросы, превышающие номинальные значения.

Налаживание

Для налаживания следует собрать схему на макетной плате, категорически не советую собирать сразу рабочую конструкцию. Слишком большой разброс параметров трансформаторов может потребовать дополнительных решений.

Первый пуск

Для первого включения вместо перемычки "П" подключается лампа накаливания 220В 100Вт. Так же, на выход нужно подключить лампу 20-30Вт, автомобильную или галогенку 12В. Перед пуском C15 выпаивается. Правильно собранный блок начинает работать сразу: при включении галогенка на выходе светится (напряжение около 14В), защитная лампа слабо тлеет. При включении без нагрузки в трансформаторе Тр1 слышен слабый писк – это попытки пуска VS1. Защитная лампа не должна вспыхивать при включении, без нагрузки на выходе блока лампа даже не тлеет.

Работа без нагрузки

Если все совпадает с описанным – можно продолжать, если нет – ищем ошибки в монтаже или неисправные компоненты. Далее нужно определить надобность ОС по напряжению – на выход следует подключить шуруповерт. При включении шура, он должен запускаться, защитная лампа вспыхивать. Возможно, пусковых импульсов будет недостаточно для старта электроники шуруповерта. На выход подключают вольтметр и контролируют напряжение, оно должно быть в районе рабочего. При напруге в 2-3В следует уменьшить сопротивление R8, чтобы на выходе появилось устойчивое 13-15В. Резистор R8 не должен греться, максимум чуть теплым, для меньшего нагрева можно увеличить его рассеиваемую мощность. Если удалось подобрать резистор и шурик работает без дополнительной нагрузки – ОС по напряжению не нужна и C15 не понадобится вообще. При включенном блоке и не нажатой кнопке шуруповерта из блока слышен слабый писк.

При работе на галогенку транзисторы практически не греются, при работе без нагрузки нагрева нет. Максимум, что должно греться во всей схеме – резистор снаббера R3, но это пока не важно.

Если все-таки шуруповерт не запускается из-за низкого начального напряжения и подбор R8 ничего не дал, в пределах разумного, без нагрева – придется делать ОС по напряжению. Следует подключить цепь с C15, и включить блок без нагрузки. Напряжение на выходе должно быть 13-14В (при указанных намоточных данных вторички). Если блок не хочет запускаться, следует увеличить емкость C15. Так же, следует попробовать поменять местами выводы обмотки 3 силового транса. В итоге нужно добиться стабильного пуска без нагрузки с минимальной емкостью C15. При включениях защитная лампа не должна вспыхивать и даже тлеть. Недостатком ОС по напряжению может стать небольшой нагрев транзисторов на холостом ходу. Нужно погонять блок 5-10 минут для определения приемлемости нагрева.

Альтернативой для холостого запуска может стать дроссель от ЛДС энергосберегайки, включенный параллельно первичной обмотке силового трансформатора. Данный метод обладает высокой стабильностью, однако на предмет нагрева мной не исследовался.

Результатом налаживаний должен стать стабильный пуск блока (с ОС по напр.) или попытки пуска с напряжением на выходе, достаточным для запуска электроники кнопки. На холостом ходу ничего не должно греться, ну или греться незначительно. Исключение может составлять резистор снаббера R3, но это уже следующим этапом.

Вольтаж шуруповерта

Намоточные данные вторичной обмотки 8+8 витков рассчитаны на шуруповерт 12В. Могу с уверенностью сказать, что данная обмотка подойдет к профессиональны моделям 14,4В. Я подключал блок к своему рабочему шуруповерту 14,4В на литиевой батарее, который без проблем закручивает саморезы 4Х80 мм в сырое дерево без предварительного сверления. Такие саморезы от блока конечно не закручивал, но кожу подсодрал, пытаясь остановить вал.

Если вольтаж вашего отличается от 12В, то следует подкорректировать намоточные данные обмотки 2. Доматывая или отматывая витки, нужно мерить напряжение с нагрузкой – галогенной лампой 30Вт, без нагрузки напряжение будет немного больше. Я ориентировался на напряжение питания (12В) + 1В на просадку (можно не учитывать). Вообще, если шуруповерт 14,4В, не следует сразу мотать лишние витки, возможно все будет работать с должной мощностью без добавления витков. Так же хочу отметить 18В шуруповерты – несмотря на надписи на корпусе, зачастую там стоят двигатели на 12В. Про испытания на мощность немного ниже.

Так же нужно иметь в виду, что без нагрузки блок может развивать немного большее напряжение, поэтому хорошим делом будет поискать датащиты на кнопку и максимальное напряжение ее ШИМ-а. Самое главное, чтобы напруга на ХХ не превышала этот максимум. Между прочим, на аккумуляторной батарее шуруповерта без нагрузки так же напряжение немного выше номинального, для 14,4В батареи это 16 с небольшим вольт. Однако, из-за сложности подобрать напряжение обмотки точно, блок может выдавать немного больше или меньше, чем на батарее. В общем здесь все подбирается экспериментально и с головой, а если вы собрали макетный блок – голова работает.

Рабочий пуск

Теперь следует снять защитную лампу и заменить ее перемычкой или предохранителем 3-4А. Не уверен, что от предохранителя есть толк, я его ставил для самоуспокоения. Попробовать пуск с галогенкой на выходе, холостом ходу – все должно быть стабильно и без перегрева.

Теперь можно подключать шуруповерт и оценить мощность вращения. Мой зеленый бош работал так, что наверное с новой батареей было меньше мощности, при этом не перегревался. Для защиты шуруповетра от слишком больших токов в разрыв цепи можно воткнуть ограничительный шунт, заодно и померить токи. Защиту на полевом транзисторе делать я не стал, да и толку от нее не вижу: напряжение падает пропорционально увеличению тока, импульсы тока при слабом нажатии кнопки огромны (хоть и очень короткие) и будут заставлять защиту включаться.

Необходимо проверить конденсаторный баян на выходе на нагрев при больших нагрузках. У меня фиксировалась самая большая нагрузка в момент слабого нажатия кнопки, когда двигатель пищит. При этом ноги одиночного конденсатора обгорали.

Я не смог остановить шуруповерт рукой никак! Зато натер приличные мозоли! Все-таки ограничительный шунт не помешает в рабочем блоке, здесь следует руководствоваться ощущением силы вращения, а не измерениями, и контролировать нагрев двигателя. Я шунт не поставил в конечную версию, слишком много места он занимает. Ориентировочно, шунт, ограничивающий ток в 20А это: 12В(по факту просядет ниже)/20А=0,6 Ом. Взять щунт 0,6 Ом и ориентируясь на мощность вращения корректировать в сторону уменьшения, пока не появится излишнего нагрева.

Китайским мультиметром и шунтом я намерял максимальный ток где-то между 15 и 20А, это при торможении, на сколько хватало сил и руки. При слабо нажатой кнопке, когда двигатель пищит еще не запускаясь, токи были более 20А. Стоит отметить, что измерения очень приблизительные и могут сильно отличаться от реальности – цифровой мультиметр не в состоянии адекватно измерить пульсирующее напряжение на шунте. Если вы совсем новичок и не знаете, как измерить большой ток шунтом и мультиметром – про это будет небольшой обзорчик, а пока. Зачем оно вам надо?

Снаббер

Как я писал выше, цепочка C5R3 может сильно греться, точнее именно резистор. И даже если нагрева нет на ХХ или малых нагрузках, при большой нагрузке резистор может аж вонять. Объясняется это повышением частоты преобразования с повышением выходного тока, следовательно, сопротивление конденсатора уменьшается. Изначально C5 следует брать 3.3 нанофарада (3300 пФ) и подбирать по нагреву резистора, уменьшая емкость. Я остановился на 1000 пФ. Обратите внимание, что щупать детали следует на выключенном блоке и разряженном конденсаторе C2. Выпрямленное и отфильтрованное сетевое напряжение составляет около 310В!

Не стоит уменьшать емкость конденсатора с запасом, чтобы нагрева не было вообще! Тогда от него будет мало толку. Нагрев должен быть терпимым для длительного использования.

Печатная плата

Я плохой проектировщик печаток, поэтому плата у меня получилась громоздкой, двухэтажной. Если кто будет разрабатывать свою печатную плату – буду благодарен если предоставите рисунок, контакты в подвале сайта.

Два уровня платы сделаны из двух кусков стеклотекстолита 70Х70 мм. На первом этаже находятся фильтрующие конденсаторы, силовой трансформатор и мягкими проводами подпаяны транзисторы. Печатка прорезана острым резаком без всякого травления. Монтаж деалей обычный, в отверстие, рисунок со стороны медной фольги. Подпаянные транзисторы находятся на радиаторе под платой вместе с диодной сборкой Шоттки VD3, VD4.

Платы соединены между собой медным одножильным монтажным проводом, перемычка с эмиттера VT1 лишняя, она задумывалась для работы защиты, от которой я отказался.

Вторая плата выполнена поверхностным монтажем. У меня влезли не все выходные конденсаторы, пришлось их добавлять в корпус батареи.

На вторую плату подается сетевое напряжение, с нее же берется выходное. С диодной сборки приходит +, на которую в свою очеред приходят крайние выводы вторички Тр1. При уверенной работе без ОС по напряжению, цепь с С15 не нужна, как и соответствующие этой цепи обмотки.

На плату не влезли все конденсаторы выходного конденсаторного баяна, поэтому несколько конденсаторов пришлось расположить в клеммном углублении батарейного отсека.

Дно батарейного корпуса пришлось вырезать, так как плата не влезла полностью, к тому же для надежности был использован радиатор. В конечном итоге у меня получился такой блок:

При грамотном проектировании и использовании подходящих компонентов, блок все-таки можно поместить в родной корпус батареии не вылазия за его пределы. Мне это почти удалось. С другой стороны, если использовать блок отдельно от шуруповерта, можно вообще не переживать за габариты. Однако в таком случае придется использовать провод от преобразователя до шурика сечением не менее 2,5 мм2. На 4-х метровом проводе 1,5 мм2 мощность немного падает.

Данное решение является интересным с точки зрения применения: никаких ШИМ-ов и сложных схем, его можно применять для питания различных мощных приборов. Не зря ведь эту схему широко используют для питания галогенных ламп!

На этом мы закончим описание, позднее здесь же дам объективную оценку использования блока в реальных, рабочих условиях стройки. Предварительная оценка по мощности вращения: 5+!

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

Это первый недостаток – нуждается в регулярной подзарядке. Рано или поздно аккумуляторы выработают свой ресурс 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 аккумуляторы. Однако это бюджетное мероприятие. Стоимость сопоставима с покупкой нового шуруповерта.

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.

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;

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

Переделка шуруповерта своими руками

Рассмотрим вариант с выносным блоком питания

Использование блока питания от персонального компьютера.
На радиорынке за небольшую стоимость можно приобрести старый блок питания от персонального компьютера. Нужен вариант формата «АТ», который нужно было выключать клавишей после выхода из операционной системы.

Пользователи со стажем помнят такие системные блоки. Преимущество такого БП еще и в том, что там указана честная мощность. Если написано 300W – значить можно смело снять с 12-вольтового выхода 15-16 ампер (снова обращаемся к закону Ома). Этого вполне достаточно для питания среднего шуруповерта.

Такие блоки имеют в комплекте кнопку включения. Еще одно преимущество – наличие вентилятора охлаждения и продвинутой системы защиты от перегрузки. Если вы будете прятать источник питания в красивый корпус – не забудьте оставить отверстие для вентиляции.

Подключение очень простое. Черный провод (-), желтый провод (+12V).

Ограничения – шуруповерт с напряжением питания выше 14 вольт, работать не будет.

Использование зарядного устройства для автомобильного аккумулятора.
Принцип тот же, что и с использованием компьютерного блока питания. Надо приобрести старый блок заряда для стартерных батарей. Современная мода на компактные импульсные зарядники оставила за бортом аналоговые линейные приборы, с ручной регулировкой напряжения и тока заряда. Поэтому такой прибор можно приобрести на автомобильном рынке за символическую стоимость.

Хорошо, если напряжение можно регулировать плавно – в таком случае, ваш импровизированный блок питания подойдет к любому шуруповерту. Переделка его на сетевой инструмент сводится к подключению входа электромотора к силовым клеммам зарядного устройства.

Изготовление самодельного блока питания.
Если вы знакомы с принципами построения электрических схем – можно самостоятельно изготовить блок питания. Схема, дающая общие понятия – на иллюстрации.

Трансформатор можно подобрать от старого лампового телевизора, или другой бытовой техники. Мощность по 220 вольтам 250-350W. Главное, блок питания – донор не должен быть импульсным.

Напряжение на вторичной обмотке 24-30 вольт. Вторичная обмотка выполняется из провода соответствующего сечения. Впрочем, если ток выходной обмотки будет не менее 15 ампер (см. спецификацию трансформатора) – беспокоиться не о чем. После потерь на диодном мосту (1-1,5 В на диоде) вы получите требуемое значение на выходе.

Если вы имеете электротехническое образование – произведите расчет самостоятельно. Или практическим способом: подключив в качестве нагрузки лампу накаливания 220 вольт 100W, замерьте напряжение на выходе. Если оно превышает потребности шуруповерта – уменьшите количество витков вторичной обмотки трансформатора.

Сетевой блок питания для шуруповерта в корпусе от аккумулятора

Если ваш инструмент не слишком мощный – можно разместить блок питания в ручке или корпусе от испорченных аккумуляторов.

Встраиваем готовый блок питания.
Для этого надо приобрести готовый блок с подходящими характеристиками и габаритами. На радиорынках такого добра достаточно. Берете с собой корпус, и отправляетесь на примерку. Когда искомый источник питания куплен – аккуратно отделяем его от корпуса.

Размещаем в коробке от аккумуляторных батарей шуруповерта. Все компоненты должны быть надежно закреплены. При необходимости удлиняем провода, соединяющие плату управления и трансформатор. Если схема во время работы коснется металлических частей трансформатора – произойдет короткое замыкание.

Поскольку место в корпусе позволяет – разнесите плату и трансформатор для лучшего охлаждения. Какой бы качественный блок питания вы не выбрали – нагрузка будет высокая, и возможен перегрев.

Не лишним будет закрепить на силовых управляющих микросхемах дополнительные радиаторы. Поработайте шуруповертом продолжительное время, отключите его от сети и потрогайте радиодетали на плате управления.

Вы сами поймете, какие элементы нуждаются в отводе тепла. В корпусе можно проделать отверстия для циркуляции воздуха.

Переделка блока питания своими руками не отнимет много времени, а стоимость приобретенного модуля несравнима с восстановлением работоспособности аккумулятора.

Самодельная схема питания.
Если вы с паяльником на «ты» – этот материал пригодится в качестве инструкции.
Схема реализована на доноре, в виде балласта к галогеновому прожектору мощностью 150W. Добавленные компоненты указаны на схеме цветными вставками.

Добавлен выходной трансформатор от старого блока питания компьютера, оттуда же взяты диоды Шоттки. Средняя точка вторичной обмотки находится между парой по 12 витков каждая. Поскольку данная схема не запускается без нагрузки – на выходе постоянно включена лампа накаливания мощностью 15W. Заодно реализована схема подсветки.

Блок питания легко уместился в корпусе аккумулятора.

Конструкция получилась настолько удачной и недорогой – что появилась идея поставить производство на поток. При обилии дешевых китайских шуруповертов спрос будет обеспечен.

В заключение смотрите видео переделки шуруповерта на сетевой с подборкой к нему блока питания.

Шуруповерт с аккумуляторной батареей – это полезный в домашней хозяйственной деятельности, в строительстве, а также при сборке самых разнообразных конструкций электроинструмент. Главным его достоинством является возможность выполнения работы автономно, пока элементы питания не разрядятся. По разным причинам может потребоваться переделка шуруповерта для подключения к сети 220 V. Такую модификацию сравнительно несложно провести самостоятельно различными способами, для этого не нужны специальные инструменты. В зависимости от выбранного варианта, внесение изменений потребует разных временных и финансовых затрат.

В чем плюсы переделки

Аккумуляторный шуруповерт по мощности достойно конкурирует с сетевыми аналогами, но только пока зарядка его батарей находится на достаточном уровне. Когда аккумулятор садится — ему необходима подзарядка от сети. Этот фактор является первым недостатком данного электроинструмента.

Вторым минусом считается ограниченное число циклов перезарядки. При этом чем дешевле аккумуляторный блок (АКБ), тем быстрее исчерпывается его эксплуатационный ресурс. Приобретение нового аккумулятора по цене практически сопоставимо с покупкой целого электроинструмента. Также не имеет смысла покупать новую батарею взамен старой, если сам шуруповерт аккумуляторного типа устарел и применяется достаточно редко. Практичнее будет приспособить электроинструмент под питание от сети 220 V.

Внесение изменений даст возможность дальнейшей эксплуатации данного инструмента при минимальном уровне финансовых вложений. Созданная переделка будет обладать всеми преимуществами сетевых устройств:

• отпадет необходимость выполнения периодической зарядки;
• не будет падать мощность электроинструмента (крутящий момент) во время работы;
• не нужно переживать о правильном хранении оборудования при длительных нерабочих периодах: достаточно положить его в кейс в сухом месте.

Эти достоинства, а также маленькие расходы, компенсируют связанные с наличием шнура неудобства.

Чтобы из аккумуляторного шуруповерта сделать сетевой, нужен блок питания (БП), который можно разместить двумя способами: в виде внешнего питающего блока либо вмонтировать внутрь старого аккумуляторного корпуса.

Следует учитывать, что шнур от внешнего блока питания к электроинструменту должен быть, согласно закону Ома, большего сечения, чем непосредственно от сети 220в.

Для практической реализации любого варианта понадобится следующий набор инструментов и материалов:

• отвертки с разными наконечниками;
• отвертки с разными наконечниками;
• плоскогубцы;
• кусачки;
• паяльник с набором для пайки;
• изоляционная лента;
• проводки на перемычки, взятые, например, с многожильного кабеля;
• мультиметр;
• нож.

Сборка сетевого блока питания для шуруповерта в корпусе от аккумулятора

Переделать шуруповерт в сетевой удобно, используя корпус от его аккумулятора. При этом в качестве внутренней начинки используют:

• блоки питания китайского производства напряжением 24 V;
• БП самостоятельной сборки;
• разные готовые блоки питания.

Переделывание китайского блока на 24 V

БП китайского производства с напряжением на выходе 24 V (максимальная сила тока 9 А) не составит труда купить в местах продажи радиодеталей. Большинство шуруповертов рассчитаны на работу от 12 либо 18 V. По этой причине необходимо понизить выходное напряжение китайского изделия до нужной величины. Сделать это несложно, даже обладая неглубокими познаниями в области радио и электротехники.

Модернизацию питающего источника выполняют следующим образом:

• выпаивают с помощью паяльника постоянный резистор R10 сопротивлением 2320 Ом, отвечающий за выходное напряжение;
  
• на его место впаивают регулируемый резистор с максимальным сопротивлением 10 кОм, предварительно выставив данный параметр на величину 2300 Ом, чтобы не сработала встроенная защита при включении сделанного устройства в сеть;
  
• подают питание на переделанный блок;
• вращением регулятора подстроечного сопротивления устанавливают требуемую величину выходного напряжения, контролируя ее значение с помощью мультиметра.

Чтобы подключить мультиметр, достаточно просто его щупами дотронуться до соответствующих контактов на выходе переделываемого изделия. При этом переключатель измерительного приспособления нужно выставить на диапазон постоянного напряжения. Если модернизируемый электроинструмент рассчитан на работу от 12 V, то следует убедиться, что ток при данной величине напряжения не превышает максимального значения 9 А. Иначе созданное устройство быстро выйдет из строя из-за перегрузки.

Самодельные встраиваемые источники питания

Чтобы запитать шуруповерт от сети, можно также собрать самодельный источник питания (ИП). Для этого потребуется электронный трансформатор на 60 Вт, например, Taschibra либо Feron. Их переделывать не нужно. Конечная схема блока питания, который предстоит собрать, представлена на фотографии далее. На ней отчетливо видны все детали с их маркировкой, а также основными параметрами.

Трансформатор Т1 понадобится сделать самостоятельно. Для этого поступают так:

• приобретают ферритовое кольцо (НМ2000), имеющее размеры 28*16*9 мм;
• надфилем стачивают на нем углы;
• изоляционной лентой обматывают кольцо.

Все детали схемы прикрепляют к пластине из алюминия (толщиной от 3 мм), которая одновременно будет выполнять проводящую функцию. Затем собранный ИП устанавливают в корпус от аккумулятора.

Визуальный контроль за работой устройства будет осуществляться по светодиодной лампочке Н1.

Можно брать готовые детали также из энергосберегающей лампы и от других устройств. Но схемы тогда будут другими, например, как на фото далее. Чтобы их спаять, потребуются определенные знания радиотехники.

Схеме выше соответствует ИП с балластной лампой, фотография которого в сборке представлена ниже. При этом лампочка выполняет дополнительно функцию подсветки.

Использование при переделке готовых блоков

Внутрь старого аккумуляторного корпуса можно поставить любой блок питания, рассчитанный на 220 V, главное, чтобы он имел подходящие размеры и требуемую величину напряжения на выходе. БП с нужными характеристиками покупают на радиорынках или в магазинах для радиолюбителей. Чтобы установить купленный блок питания для шуруповерта вместо аккумулятора поступают следующим образом.

1. Предварительно разбирают приобретенное изделие.
   
2. Переделывают его нужным образом, модернизируя под собственные нужды. При необходимости, соединительные проводки удлиняют, размещают отдельно трансформатор и микросхему. Для лучшего охлаждения платы, ее оснащают радиатором.
   
3. После этого детали монтируют в корпус от аккумуляторного блока, в котором также делают отверстия, через которые воздух при циркуляции будет отводить тепло.
   

Все встроенные детали внутри корпуса должны быть надежно зафиксированы.

Особенное внимание следует уделять изоляции токопроводящих частей между собой — это избавит от коротких замыканий.

Степень модернизации приобретенного БП в каждом отдельном зависит от соответствия его первоначальных параметров требуемым величинам для электроинструмента. Чтобы не ошибиться с размерами приобретаемого источника питания, с собой берут корпус из-под батарей и примеряют выбранное изделие по нему.

Различные варианты выносных блоков питания

Блок питания выносного типа для шуруповерта можно изготовить из следующих устройств:

• из компьютерного БП;
• используя блок питания от ноутбука;
• из зарядки автомобильного аккумулятора;
• из инверторного сварочного аппарата.

Выносной источник питания из БП от компьютера или от ноутбука

В данном случае, чтобы сделать блок питания для шуруповерта, понадобится БП от компьютера «АТ» формата мощностью 300-350 Вт. Сила тока на его выходе напряжением 12 V будет составлять около 16 А, чего вполне хватит для работы электроинструменту средней мощности. Деталь можно снять со старого системного агрегата или приобрести, например, в компьютерном магазине. При этом она уже оснащена кнопкой включения, охлаждающим вентилятором, а также защитой от перегрузок.

Основные рабочие характеристики компьютерного БП содержатся на табличке его корпуса.

Работу по приспосабливанию устройства для работы совместно с шуруповертом выполняют в такой последовательности:

• разбирают корпус компьютерного БП;
• убирают защиту от включения, соединив для этой цели зеленый проводок с любым из черных, входящих в состав данного разъема;
• затем от разъема MOLEX отрезают провода, которые не нужны: оставляют только желтый (+12 V) с черным (земля) проводки;

• припаивают к желтому и черному проводам один конец шнура;
• разбирают шуруповерт;

• подсоединяют к его соответствующим клеммам второй конец провода от БП;

• в обратном порядке собирают инструмент.

В итоге получится оборудование примерно как на фотографии ниже.

Минусом созданного изделия является то, что оно подходит только для использования с инструментом, рабочее напряжение которого не превышает 14 V.

Использование зарядного устройства от ноутбука в качестве источника питания для эксплуатируемого инструмента – это очень простой вариант. При этом особые переделки не потребуются. Подойдет зарядка с выходным напряжением от 12 до 19 V.

Доработку устройства выполняют так:

• от выходного шнура зарядки срезают кусачками разъем;
• оголяют концы проводов;
• разбирают шуруповерт;
• припаивают проводки зарядки к соответствующим контактам инструмента;
• собирают электроинструмент;
• проверяют его работоспособность.

Можно также подключить шнур к шуруповерту через аккумулятор. Из него предварительно вытаскивают батареи, а в корпусе делают отверстия под питающий кабель.

Концы шнура присоединяют к аккумуляторным клеммам.

Переделывание зарядки автомобильного аккумулятора и инверторного сварочного аппарата

Переделка зарядного устройства от автомобильных аккумуляторных батарей в зарядку для шуруповерта выполняется сходным способом с модернизацией ИП от ноутбука. На авторынке понадобится приобрести не импульсный блок питания, а прибор аналогового типа (если дома нет старого, который не используется) с возможностью ручного регулирования силы тока и напряжения на выходе при зарядке батарей. Стоит такое устройство недорого. Внешний вид его представлен на фотографии ниже.

Алгоритм переделывания следующий:

• подбирают 2 многожильных проводка нужного сечения;
• к одному концу каждого из них приделывают специальные контактные зажимы («крокодилы»), а с оставшихся снимают 2-3 см изоляции;

• сгибают зачищенные концы в виде крючка;

• к его контактным клеммам подсоединят согнутые концы, припаивая их с помощью паяльника либо стягивая пластиковыми хомутами (стяжками);

• хорошо изолируют электрические соединения, чтобы не было короткого замыкания;

• выполняют сборку электроинструмента, обязательно проверяя его работоспособность после.

Чтобы правильно подключать переделанный инструмент к зарядке, «крокодилы» отмечают любым приемлемым способом, например, определенным цветом или надписями («+», «-»).

Возможность плавной регулировки выходного напряжения позволяет применять зарядное устройство от автомобильного аккумулятора с любыми моделями не подключаемых к сети шуруповертов.

Создание внешнего источника питания из инверторного сварочного аппарата – это более сложная, по сравнению с рассмотренными выше способами переделки, операция. Из-за несоответствия выходных токов агрегата нужной величине понадобится изменять конструкцию оборудования. Для этого нужно проводить сопутствующие расчеты. Здесь без хороших познаний в электротехнике не обойтись.

Схема сетевого шуруповерта принципиально ничем не отличается от его аккумуляторного аналога. По этой причине переделка самого электроинструмента состоит в аккуратном подсоединении его к внешнему источнику питания либо в модернизации накопителя. Кроме рассмотренных вариантов, существует еще много других способов переделать шуруповерт на работу от сети. С этой целью используют даже детали от старых ламповых телевизоров. Но во всех случаях следует помнить о безопасности — самым простым вариантом будет использование предохранителей.