Зачем третий контакт на аккумуляторе шуруповёрта
Содержание:
Схема, устройство, ремонт
Без сомнений, электроинструмент значительно облегчает наш труд, а также сокращает время рутинных операций. В ходу сейчас и всевозможные шуруповёрты с автономным питанием.
Рассмотрим устройство, принципиальную схему и ремонт зарядного устройства для аккумуляторов от шуруповёрта фирмы "Интерскол".
Для начала взглянем на принципиальную схему. Она срисована с реальной печатной платы зарядного устройства.
Печатная плата зарядного устройства (CDQ-F06K1).
Силовая часть зарядного устройства состоит из силового трансформатора GS-1415. Мощность его около 25-26 Ватт. Считал по упрощённой формуле, о которой уже говорил здесь.
Пониженное переменное напряжение 18V со вторичной обмотки трансформатора поступает на диодный мост через плавкий предохранитель FU1. Диодный мост состоит из 4 диодов VD1-VD4 типа 1N5408. Каждый из диодов 1N5408 выдерживает прямой ток 3 ампера. Электролитический конденсатор C1 сглаживает пульсации напряжения после диодного моста.
Основа схемы управления – микросхема HCF4060BE, которая является 14-разрядным счётчиком с элементами для задающего генератора. Она управляет биполярным транзистором структуры p-n-p S9012. Транзистор нагружен на электромагнитное реле S3-12A. На микросхеме U1 реализован своеобразный таймер, который включает реле на заданное время заряда – около 60 минут.
При включении зарядника в сеть и подключении аккумулятора контакты реле JDQK1 разомкнуты.
Микросхема HCF4060BE запитывается от стабилитрона VD6 – 1N4742A (12V). Стабилитрон ограничивает напряжение с сетевого выпрямителя до уровня 12 вольт, так как на его выходе около 24 вольт.
Если взглянуть на схему, то не трудно заметить, что до нажатия кнопки "Пуск" микросхема U1 HCF4060BE обесточена – отключена от источника питания. При нажатии кнопки "Пуск" напряжение питания от выпрямителя поступает на стабилитрон 1N4742A через резистор R6.
Далее пониженное и стабилизированное напряжение поступает на 16 вывод микросхемы U1. Микросхема начинает работать, а также открывается транзистор S9012, которым она управляет.
Напряжение питания через открытый транзистор S9012 поступает на обмотку электромагнитного реле JDQK1. Контакты реле замыкаются, и на аккумулятор поступает напряжение питания. Начинается заряд аккумулятора. Диод VD8 (1N4007) шунтирует реле и защищает транзистор S9012 от скачка обратного напряжения, которое образуется при обесточивании обмотки реле.
Диод VD5 (1N5408) защищает аккумулятор от разряда, если вдруг будет отключено сетевое питание.
Что будет после того, когда контакты кнопки "Пуск" разомкнутся? По схеме видно, что при замкнутых контактах электромагнитного реле плюсовое напряжение через диод VD7 (1N4007) поступает на стабилитрон VD6 через гасящий резистор R6. В результате микросхема U1 остаётся подключенной к источнику питания даже после того, как контакты кнопки будут разомкнуты.
Сменный аккумулятор.
Сменный аккумулятор GB1 представляет собой блок, в котором последовательно соединено 12 никель-кадмиевых (Ni-Cd) элементов, каждый по 1,2 вольта.
На принципиальной схеме элементы сменного аккумулятора обведены пунктирной линией.
Суммарное напряжение такого составного аккумулятора составляет 14,4 вольт.
Также в блок аккумуляторов встроен датчик температуры. На схеме он обозначен как SA1. По принципу действия он похож на термовыключатели серии KSD. Маркировка термовыключателя JJD-45 2A. Конструктивно он закреплён на одном из Ni-Cd элементов и плотно прилегает к нему.
Один из выводов термодатчика соединён с минусовым выводом аккумуляторной батареи. Второй вывод подключен к отдельному, третьему разъёму.
Алгоритм работы схемы довольно прост.
При включении в сеть 220V зарядное устройство ни как не проявляет свою работу. Индикаторы (зелёный и красный светодиоды) не светятся. При подключении сменного аккумулятора загорается зелёный светодиод, который свидетельствует о том, что зарядник готов к работе.
При нажатии кнопки "Пуск" электромагнитное реле замыкает свои контакты, и аккумулятор подключается к выходу сетевого выпрямителя, начинается процесс заряда аккумулятора. Загорается красный светодиод, а зелёный гаснет. По истечении 50 – 60 минут, реле размыкает цепь заряда аккумулятора. Загорается светодиод зелёного цвета, а красный гаснет. Зарядка завершена.
После зарядки напряжение на клеммах аккумулятора может достигать 16,8 вольт.
Такой алгоритм работы примитивен и со временем приводит к так называемому "эффекту памяти" у аккумулятора. То есть ёмкость аккумулятора снижается.
Если следовать правильному алгоритму заряда аккумулятора для начала каждый из его элементов нужно разрядить до 1 вольта. Т.е. блок из 12 аккумуляторов нужно разрядить до 12 вольт. В заряднике для шуруповёрта такой режим не реализован.
Вот зарядная характеристика одного Ni-Cd аккумуляторного элемента на 1,2V.
На графике показано, как во время заряда меняется температура элемента (temperature), напряжение на его выводах (voltage) и относительное давление (relative pressure).
Специализированные контроллеры заряда для Ni-Cd и Ni-MH аккумуляторов, как правило, работают по так называемому методу дельта -ΔV. На рисунке видно, что в конце зарядки элемента происходить уменьшение напряжения на небольшую величину – порядка 10mV (для Ni-Cd) и 4mV (для Ni-MH). По этому изменению напряжения контроллер и определяет, зарядился ли элемент.
Так же во время зарядки происходит контроль температуры элемента с помощью термодатчика. Тут же на графике видно, что температура зарядившегося элемента составляет около 45 0 С.
Вернёмся к схеме зарядного устройства от шуруповёрта. Теперь понятно, что термовыключатель JDD-45 отслеживает температуру аккумуляторного блока и разрывает цепь заряда, когда температура достигнет где-то 45 0 С. Иногда такое происходит раньше того, как сработает таймер на микросхеме HCF4060BE. Такое происходит, когда емкость аккумулятора снизилась из-за "эффекта памяти". При этом полная зарядка такого аккумулятора происходит чуть быстрее, чем за 60 минут.
Как видим из схемотехники, алгоритм заряда не самый оптимальный и со временем приводит к потере электроёмкости аккумулятора. Поэтому для зарядки аккумулятора можно воспользоваться универсальным зарядным устройством, например, таким, как Turnigy Accucell 6.
Возможные неполадки зарядного устройства.
Со временем из-за износа и влажности кнопка SK1 "Пуск" начинает плохо срабатывать, а иногда и вообще отказывает. Понятно, что при неисправности кнопки SK1 мы не сможем подать питание на микросхему U1 и запустить таймер.
Также может иметь место выход из строя стабилитрона VD6 (1N4742A) и микросхемы U1 (HCF4060BE). В таком случае при нажатии кнопки включение зарядки не происходит, индикация отсутствует.
В моей практике был случай, когда стабилитрон пробило, мультиметром он "звонился" как кусок провода. После его замены зарядка стала исправно работать. Для замены подойдёт любой стабилитрон на напряжение стабилизации 12V и мощностью 1 Ватт. Проверить стабилитрон на "пробой" можно также, как и обычный диод. О проверке диодов я уже рассказывал.
После ремонта нужно проверить работу устройства. Нажатием кнопки запускаем зарядку АКБ. Приблизительно через час зарядное устройство должно отключиться (засветится индикатор "Сеть" (зелёный). Вынимаем АКБ и делаем "контрольный" замер напряжения на её клеммах. АКБ должна быть заряженной.
Если же элементы печатной платы исправны и не вызывают подозрения, а включения режима заряда не происходит, то следует проверить термовыключатель SA1 (JDD-45 2A) в аккумуляторном блоке.
Схема достаточно примитивна и не вызывает проблем при диагностике неисправности и ремонте даже у начинающих радиолюбителей.
Рекомендованные сообщения
Создайте аккаунт или войдите в него для комментирования
Вы должны быть пользователем, чтобы оставить комментарий
Создать аккаунт
Зарегистрируйтесь для получения аккаунта. Это просто!
Войти
Уже зарегистрированы? Войдите здесь.
Сейчас на странице 0 пользователей
Нет пользователей, просматривающих эту страницу.
Вот и настал тот момент, когда мой очень неплохой шуруповёрт фирмы Metabo перестал крутить шурупы ни с одним аккумулятором, ни с другим (в комплекте их два). Конечно же понятно, что что ресурс NiCd-источников исчерпан, и пришло время их менять.
Прыскав в сети я понял, что новый аккумулятор обойдётся примерно в 2,5 килорубля, а это слишком расточительно. Надо вскрыть то, что имеется, увидеть, что нужно заменить, и — вперёд!
В этой небольшой статье с картинками я расскажу о процессе замены аккумуляторов в батарее шуруповерта, так как эта информация, с моей точки зрения, будет полезна многим экономным мастерам.
На моём аккумуляторе было указано, что он 12в и имеет ёмкость 1,4А*ч.
Итак, берём аккумулятор и ищем, как его открыть. На нижней части (которой ставим шуруповёртаккумулятор на стол) расположены 4 отверстия, но, посветив в них фонариком, мы ничего похожего на шурупы не обнаруживаем — это хитрые японцы пытаются скрыть то, что и так очевидно. Берём сверло, «всверливаем» его в заглушки и вытягиваем их из этих отверстий.
Откладываем приготовленную заранее крестовую отвёртку и топаем в ближайший магазин инструмента (автозапчастей), чтобы купить ключ Torx, так как шурупы вовсе не крестообразные. В нашем случае понадобится Torx T-10 (T-10H).
Не ведитесь на уговоры продавца и не покупайте аналогичную головку для шупуповёрта с шестигранным концевиком, она у вас просто не пролезет в отверстие, нужен простой Г-образный ключ, вот такой, как на фото.
Цена всего 20руб.
Выкручиваем 4 самореза и располовиниваем корпус.
Внутри нас встречают десять никель-кадмиевых аккумулятора в OEM упаковке.
Аккумуляторы соединены последовательно методом контактной сварки, практически никакой маркировки на них не имеется, кроме лазерной гравировки под бумажными обёртками “LJS”. Что сие означает, не известно, но однозначно понадобятся десять новых аккумуляторов такого вот странного размера.
В общем, мне повезло, и я обнаружил недалеко от дома (на Митинском радиорынке) местечко, где нашлось всё, что нужно, пусть даже это будет рекламой, но вот их сайт: http://cellfaktor.ru
Никель-Кадмиевые аккумуляторы нужного мне форм-фактора по цене в 100руб за штуку, причём их ёмкость даже больше, чем указанная на корпусе родного блока, и составляет аж 2000мА*ч. Но это ещё не все приятности: аккумуляторы ёмкостью 2000мА*ч по 100руб за штуку оказались не просто какими-то «мэйд ин чайна», а фирмы HP, что не может не радовать.
Итак, покупаем 10 штук
Единственное, что огорчило, это информация на сайте производителя, а именно то, что у них имеются аккумуляторы для стандартного и ускоренного заряда, и купленные мной D-SC2000 являются стандартными, в то время как для ускоренного заряда имеются D-SC1900. Немного, правда, успокаивает, что и для D-SC2000 прописан режим заряда током 2000мА в течении 1,4 часа. Всё это к тому, что фирменная зарядка, идущая в комплекте, предусматривает именно ускоренную зарядку.
Многие удивляются: зачем на сменном аккумуляторе три контакта? Не удивляйтесь, третий контакт это не заземление, а контакт датчика температуры. Да-да, современные микросхемы контроля зарядки аккумуляторов имеют вход контроля температуры, тем более при зарядке увеличенным током. Сам датчик каплевидный, закреплён внутри батареи чем-то похожим на белый герметик.
Аккуратно отламываем родные перемычки, разгибаем, облуживаем места пайки и припаиваем новые аккумуляторы, используя флюс для нихрома. Паяем аккуратно, т.к. это всё-таки химические источники тока, а значит греть надо минимально слабо и минимально короткое время.
У меня получилось вот так.
На обратной стороне в месте термодатчика, где был кусочек скотча, я приклеил изоленту.
Вокруг термодатчика намазал белую термопасту и приклеил родную прокладку.
В принципе, всё готово, осталось припаять выходные проводники.
Крышка теперь имеет небольшой зазор, т.к. собранная при помощи пайки батарея имеет немного больщую высоту, примерно на высоту пайки, чем родная, соединённая методом контактной сварки.
Итог: потратив 1000 руб, мы получаем новый аккумулятор ёмкостью 2А*ч (родной 1,4А*ч).
Аналогичная работа в фирмах, занимающихся такими вещами, вам обойдётся примерно в 300руб, т.е. приносите свой аккумулятор, платите 300руб + стоимость новых аккумуляторов, и получаете свой аккумуляоор с новыми элементами.
Отправить ответ