От чего можно зарядить аккумулятор шуруповерта без зарядного устройства

1. Устройство аккумулятора шуруповерта
2. Общие правила зарядки
3. Нюансы зарядки аккумуляторов различных типов
4. Нестандартные методы зарядки аккумулятора шуруповерта
5. Использование зарядного модуля для автомобильного аккумулятора
6. Изготовление самодельного заряжающего блока
7. Оборудование батареи USB-разъемом
8. Зарядка через внешние источники электричества
9. Проверка состояния аккумулятора мультиметром
10. Рекомендации по хранению

Аккумуляторные шуруповерты позволяют свободно перемещаться в процессе ремонта и проводить работы без постоянного доступа к розетке. Но при потере или поломке оригинального зарядного устройства у владельца возникнет проблема, как зарядить аккумулятор шуруповерта другим источником питания.

Чтобы не навредить батарее, нужно подбирать альтернативу с учетом напряжения и емкости аккумулятора.

Устройство аккумулятора шуруповерта

Аккумуляторы состоят из нескольких деталей:

1. Питающие элементы (банки). Они размещены внутри корпуса и последовательно соединены между собой. Накопитель шуруповерта состоит из 10 элементов. Внутри каждого из них расположены положительный и отрицательный электроды, электролит и контакты, соединяющие элемент с другими банками. Сервисные контакты выравнивают заряды во всех элементах. При поломке отдельных питающих единиц можно поменять весь аккумуляторный блок (АКБ) или разобрать батарею и заменить поврежденные банки.
2. Термистор. Он выполняет функции датчика, который предупреждает перегрев накопителя. При повышении температуры системы до +50…+60°С термоэлемент снижает или отключает ток, ограничивая дальнейшее выделение тепла. Принцип работы термистора основан на свойствах материала: при повышении температуры аккумулятора снижается сопротивление резистора, что создает альтернативный путь для тока. Номинальное сопротивление термистора непосредственно влияет на продолжительность непрерывной работы инструмента.
3. Корпус с подведенными к нему контактами. На коробке АКБ располагаются основные силовые контакты, которые предназначены для зарядки и питания электроприбора. Изнутри к ним подведены провода от свободных клемм накопительных элементов.

По типу пластин внутри питающих элементов батареи шуруповертов классифицируются на:

• никель-кадмиевые (Ni-Cd);
• металлогидридные (Ni-MH);
• литий-ионные (Li-ion).

Ni-MH и Ni-Cd аккумуляторы имеют выходное напряжение 1,2 В, а Li-ion — 3,5-3,7 В. Суммарное выходное напряжение накопителя соответствует сумме параметров банок.

Кадмиевые накопители имеют склонность к саморазряду, небольшую емкость и короткий срок эксплуатации. При неполном разряде в них возникает «эффект памяти», который снижает рабочую емкость батареи. Металлогидридные накопители имеют менее выраженный эффект памяти и более длительный срок использования, но более чувствительны к низким температурам, чем никель-кадмиевые.

Литий-ионные накопители служат дольше других АКБ, имеют минимальную склонность к саморазряду и не теряют емкость при неполном разряде. Минусом является чувствительность к перегреву. В литий-ионные аккумуляторы встроена управляющая плата, которая контролирует процесс заряда и разряда накопителя.

Общие правила зарядки

При зарядке батареи строительного инструмента нужно соблюдать следующие правила:

1. Заряжать АКБ следует в помещении при температуре +10…+40°С.
2. Для предупреждения перегрева во время накопления заряда можно время от времени отключать аккумулятор от сети (при наличии встроенного термистора данная мера не требуется).
3. Новые накопители не следует устанавливать на шуруповерт без предварительного заряда и проверки мультиметром.
4. Подзаряжать аккумулятор нужно сразу после того, как он сел: при саморазряде напряжение может опуститься ниже критического уровня, в результате чего накопитель выйдет из строя.
5. Не следует оставлять АКБ подключенным к сети после восстановления заряда: рекомендуемый промежуток времени между окончанием процесса и отключением — не более 20-30 минут.

Продолжительность зарядки может составлять от 0,5 до 6-7 часов в зависимости от типа накопителя и степени разряда. При использовании импульсного зарядного устройства (ЗУ) она сокращается до 60-100 минут.

Нюансы зарядки аккумуляторов различных типов

Зарядка накопителей из различных материалов отличается следующими аспектами:

• номинальное напряжение, ток и продолжительность восстановления;
• необходимость цикла зарядов-разрядов;
• особенности хранения;
• возможность подзарядки при неполном разряде.

Параметры зарядки указываются в инструкции к инструменту и маркировке аккумулятора. Номинальное напряжение кратно вольтажу 1 питающего элемента и зависит от количества банок.

Цикл полного разряда и заряда необходим для восстановления номинальной емкости при проявлении «эффекта памяти». Повторить процедуру рекомендуется несколько раз.

Нестандартные методы зарядки аккумулятора шуруповерта

Чтобы запитать аккумуляторный блок без зарядного устройства производителя, можно использовать следующие устройства:

• зарядные модули для автомобиля;
• самодельный источник питания;
• универсальное ЗУ;
• внешние источники питания.

При выборе ЗУ нужно учитывать зарядные параметры АКБ.

Использование зарядного модуля для автомобильного аккумулятора

Номинальный ток и напряжение автомобильных ЗУ существенно выше, чем необходимо для строительного инструмента. Для зарядки накопителя шуруповерта можно использовать только устройства с регулируемыми параметрами заряда.

Если отрегулировать ток нельзя, а подзарядка требуется срочно, то можно включить в схему дополнительное сопротивление (лампу, резистор и др.). Для расчета сопротивления необходимо поделить напряжение в схеме на силу тока, а затем отнять собственное сопротивление ЗУ.

При восстановлении АКБ после глубокого разряда стоит использовать импульсные ЗУ с регулировкой параметров.

Изготовление самодельного заряжающего блока

Самодельный блок можно спаять на основе блока питания «родного» ЗУ или устройства со схожими параметрами заряда (например, блока питания ноутбука). Зарядный блок состоит из следующих элементов:

• транзисторов;
• плавкого предохранителя;
• конденсаторного фильтра;
• электромагнитного реле;
• светодиодов для выпрямителя и индикации;
• микросхемы (например, HCF4060BE, CD4060);
• стабилитрона 12 В.

Для защиты от перегрева можно добавить в схему датчик в виде термопары, а для охлаждения схемы ЗУ — небольшой радиатор.

Оборудование батареи USB-разъемом

Наличие USB-разъема облегчает процесс поиска ЗУ. Разъем монтируется в корпус через предохранитель, контакты припаиваются с соблюдением полярности. Контакты изолируются с помощью термоусадочных трубок или изоленты.

Зарядка через внешние источники электричества

Внешние источники питания применяются только для изношенных приборов, которые будут работать в течение ограниченного срока. В этом случае покупка универсальной или «родной» зарядки нецелесообразна.

Для получения энергии напрямую от сети можно использовать блок питания от компьютера или другого прибора с подходящими параметрами вольтажа и силы тока. Если он имеет подходящий размер, то его можно вставить в корпус батареи.

Проверка состояния аккумулятора мультиметром

Для определения степени заряда и функциональности аккумулятора можно использовать комплекс вольтметра и амперметра либо мультиметр. Проверка АКБ проводится в следующих состояниях:

• в свободном положении;
• в процессе зарядки;
• под нагрузкой.

Для диагностики накопителя необходимо:

1. Установить мультиметр в режим проверки постоянного напряжения.
2. Подсоединить щупы прибора к выходам блока аккумулятора, определить степень разряда.
3. Подключить ЗУ. Измерить напряжение в начале зарядки, через 30 и 120 минут. В первые полчаса напряжение изменяется на 0,5 В, в следующие 1,5 часа — еще на 0,5 В. В первый час наблюдается устойчивый рост силы тока, поэтому функцию батареи можно проверить и в режиме амперметра.
4. Проверить вольтаж АКБ в полностью заряженном состоянии. Если он отличается от номинального, нужно разобрать корпус для диагностики элементов.
5. Подвести щупы к выходам каждой банки. В разряженном состоянии их напряжение должно быть выше 1 В (для Ni-Cd, Ni-MH) и 2,2 В (для Li-ion), а заряженном — 1,2 В и 3 В соответственно. Вздутые, поврежденные и не держащие заряд элементы заменяются.
6. Для проверки банок под нагрузкой следует применять резистор (25 Вт, 10 Ом), а всего АКБ — спот-лампу (12 В) или фару автомобиля (35 В).

Зарядка кадмиевой батареи для проверки проводится после полного разряда. В противном случае результат будет иметь погрешность из-за эффекта памяти.

Рекомендации по хранению

Хранить аккумуляторы разряженными нельзя. Рекомендованная величина заряда при отправке на хранение зависит от типа АКБ:

• никель-кадмиевые накопители должны быть заряжены на 90-100%;
• никель-металлогидридные элементы склонны к сильному саморазряду, поэтому их нужно заряжать на 95-100%, а после длительного хранения — медленно восстанавливать низким током;
• литий-ионным устройствам достаточно 50% заряда.

После месяца хранения исправные Ni-Cd аккумуляторы теряют до 20% заряда, Ni-MH — до 30%, а Li-ion — до 8%.

Вне зависимости от типа батареи ее запрещено хранить подключенной к шуруповерту. Для хранения аккумулятора в ящике инструмента предназначено специальное гнездо.

Источник



Способы зарядки шуруповерта без зарядника

Электрический аккумуляторный инструмент оснащается заводским зарядным приспособлением, позволяющим восполнить емкость батареи. При утере и поломке блока у владельца возникает вопрос о том, как зарядить шуруповерт без зарядного устройства. Помимо приобретения оригинального блока, существует несколько методик подзарядки источника тока от бытового или автомобильного оборудования.

Техника безопасности и меры предосторожности

Основные требования по технике безопасности во время зарядки источников питания инструмента от нестандартных зарядных блоков:

1. Для зарядки аккумуляторов инструмента используется постоянный ток.
2. Подключение выполняется кабелями с защитным изолятором, необходимо предусмотреть надежную фиксацию электропроводки на контактных штекерах батарей.
3. При восполнении емкости элементов происходит нагрев, сопровождаемый выделением газов. Элементы аккумуляторных банок оборудованы аварийными клапанами, но потекший компонент не пригоден к дальнейшей эксплуатации.
4. Рекомендуется выполнять работы в проветриваемом помещении, глаза и руки предохраняются с помощью средств индивидуальной защиты. При перегреве корпуса, появлении дыма или следов электролита на корпусе банки зарядка немедленно прекращается. Повторное подключение выполняется после выяснения причин неисправности.
5. Подсоединение адаптеров питания, не предназначенных для зарядки батареи шуруповерта, является крайней мерой. Из-за несоответствия токовых параметров компоненты цепи работают с перегрузкой, что вызывает повышенный нагрев и возгорание. Постоянное использование неоригинальных зарядных блоков не рекомендуется.

Как заряжать аккумулятор шуруповерта без зарядного устройства

В конструкции электрического инструмента используется 3 типа источников питания:

1. Никель-кадмиевые элементы, отличающиеся способностью выдерживать высокую нагрузку и работать при отрицательной температуре воздуха.
2. Батареи отличаются выраженным эффектом памяти и ускоренным саморазрядом. Перед подключением аккумулятора к зарядной станции необходима полная разрядка банки.
3. Допускается кратковременное подключение аккумуляторной банки к неоригинальному зарядному блоку.
4. Никель-металлогидридные элементы отличаются сниженным эффектом памяти и увеличенной емкостью. Подключать батареи к неоригинальным зарядным устройствам не рекомендуется.
5. Литий-ионные источники питания, не допускающие глубокого разряда и перегрева. Для зарядки используются специальные блоки с микропроцессорным управлением, контролирующим состояние элементов. Использовать зарядные блоки от автомобильных батарей или иных источников питания запрещается.

Перед подключением внешнего блока необходимо выяснить тип, емкость и зарядный ток источника питания. Информация указывается на заводской этикетке, расположенной на корпусе аккумуляторной банки. Если наклейка утрачена, то потребуется вскрыть кожух и выяснить рабочие параметры по маркировке на элементах.

С помощью USB

Для восполнения емкости возможно подключение внешнего зарядного блока через самостоятельно установленный порт USB. Рекомендуется применять адаптеры, рассчитанные на ток 5-7 А. Использовать для подачи тока компьютеры или ноутбуки не рекомендуется, поскольку повышенный ток в цепи перегревает контроллер и выводит узел из строя.

Алгоритм оснащения аккумулятора шуруповерта разъемом USB:

1. Демонтировать аккумуляторную банку, а затем разделить секции корпуса (элементы держатся на винтах и дополнительных пластиковых фиксаторах).
2. Прорезать в секции корпуса отверстие для установки разъема USB. Место установки порта не должно препятствовать размещению источника питания в рукоятке инструмента или в штатной зарядной станции. Конфигурация канала зависит от внешнего вида подготовленного штекера. Колодка устанавливается в полученном гнезде и фиксируется при помощи специального термоклея.
3. Разместить в цепи, соединяющей штатный контроллер зарядки и разъем типа USB, плавкий предохранитель номиналом 10 А. Для крепления защитного элемента и электропроводки используется термоклей. Кабели соединяются пайкой свинцово-оловянным припоем, места фиксации защищаются изоляционными материалами.
4. Соединить секции корпуса при помощи штатных винтов. Если производилась резка неразъемной конструкции, то линия стыка покрывается полоской ткани или малярного скотча с нанесенной жидкой эпоксидной смолой. После застывания материала поверхность шлифуется и окрашивается в цвет корпуса аккумуляторной банки.
5. Провести тестовую зарядку источника постоянного тока. Поскольку напряжение в цепи зарядки составляет 5 В, то восполнение емкости занимает до 6-8 часов для батарей емкостью 1-2 А*ч.

Использование автомобильного зарядного устройства

Применение зарядного блока, предназначенного для обслуживания автомобильного аккумулятора напряжением 12 Вольт, может необратимо повредить источник питания для электроинструмента.

Перед соединением устройств необходимо привести рабочие параметры зарядки к необходимым требованиям.

Если оборудование оснащается бесступенчатыми регуляторами напряжения и силы тока, то требуется выставить параметры, идентичные штатному блоку. Для снижения токовой нагрузки используется балластное сопротивление (например, автомобильная лампа габаритных огней).

Если информация о рабочих параметрах штатной зарядки неизвестна, то для никель-кадмиевой батареи емкостью 1,3 А*ч устанавливается ток зарядки в пределах 50-100% от номинальной емкости. Напряжение устанавливается на минимальный уровень. Затем определяется полярность аккумуляторной банки (по заводской маркировке), расположение минуса и плюса при необходимости уточняется тестовым прибором.

Для замеров необходимо просверлить пластиковый кожух банки и установить внутри датчик (например, от бытового тестового прибора). В зависимости от параметров тока зарядка продолжается от 30 минут до 2 часов, при достижении пороговой температуры внешний блок отключается.

Универсальные ЗУ

Универсальное оборудование для зарядки аккумуляторов поддерживает ступенчатую или плавную регулировку напряжения и силы тока в выходной цепи. Блок оборудован приборами и индикаторами, позволяющими контролировать ход зарядки.

Если в конструкции устройства предусмотрен переключатель типа батареи, то необходимо выбрать соответствующее значение. Универсальное зарядное оборудование рекомендуется использовать для обслуживания изношенных элементов.

Использование внешнего источника тока

Методика подразумевает подключение инструмента к автомобильному аккумулятору или зарядной станции при помощи кабелей. Напряжение внешнего источника питания должно соответствовать параметрам электрического двигателя. При работе инструмента нагрузка на мотор меняется, что приводит к изменению силы тока в цепи. Внешний блок питания должен обеспечить работоспособность двигателя и не перегреваться при длительной эксплуатации.

В цепи питания предусматривается предохранитель, номинал зависит от мощности мотора и рабочего напряжения. Например, при установке двигателя мощностью 200 Вт и напряжении в цепи питания 18 В потребуется установка плавкой вставки номиналом не менее 200/18=11 А. Применение предохранителя с завышенными параметрами приводит к перегреву и разрушению обмоток двигателя. При изготовлении соединительной проводки учитывается сила тока в цепи питания.

Кабели оснащаются коммутационной колодкой, изготовленной самостоятельно или снятой со штатной неисправной аккумуляторной банки. Предусматривается фиксация штекера при помощи клейкой ленты. Приклеивать колодку не рекомендуется, поскольку возникнут сложности с размыканием деталей.

Источник

Методы зарядки аккумулятора шуруповерта без зарядных устройств

Зарядное устройство, входящее в набор шуруповерта, считается самым долговечным устройством в комплекте поставки. Бывают различные случаи, когда ЗУ неожиданно вышло из строя или просто потерялось. Больших проблем с приобретением нового нет, но иногда ситуации не терпят отлагательств и требуется зарядить севший аккумулятор шуруповёрта без родной зарядки. Или простой в работе недопустим, а ЗУ приобретено через интернет – здесь время поставки может занять несколько дней. В таких случаях можно попробовать альтернативные устройства для пополнения запаса энергии АКБ.

Можно ли заряжать АКБ без контроллера

Контроллер при зарядке АКБ – узел не главный. Но очень важный. Он поддерживает режимы пополнения запасов энергии и не допускает перезаряда (а иногда перегрева), может автоматически проводить тренировочные циклы, выполнять замеры параметров батареи. Эти режимы различны у каждого из трех типов батарей, применяемых в шуруповертах:

• литий-ионных;
• никель-кадмиевых;
• литий-металлогидридных.

Несоблюдение предписанных режимов сокращает срок службы АКБ и не позволяет использовать емкость полностью. При отсутствии контроллера регулировать выходные параметры ЗУ придется самостоятельно в течение всего процесса.

Особенности зарядки никель-металлогидритных и никель-кадмиевых аккумуляторов

Никель-металлогидритные и никель-кадмиевые элементы заряжаются стабилизированным током. В процессе пополнения запаса энергии напряжение на АКБ повышается, синхронно повышается выходное напряжение зарядного устройства, чтобы поддержать ток на заданном уровне. Признаком окончания процедуры служит начало снижения напряжения на аккумуляторе.

У никель-металлогидритных элементов снижение выражено слабее, поэтому часто зарядные устройства для них оснащают дополнительными устройствами, контролирующими окончание процесса – например, температурными датчиками.

Еще более правильно заряжать NiMH и NiCd АКБ в реверсивно-импульсном режиме – когда после положительного импульса тока следует кратковременный отрицательный. Таким способом устраняется «эффект памяти» снижающий емкость АКБ. Подобный алгоритм обеспечивают профессиональные ЗУ.

Особенности зарядки литий-ионных аккумуляторов

Li-Ion элементы являются самыми современными типами аккумуляторов. У них имеется масса достоинств перед устаревшими видами (хотя и недостатки тоже есть). Особенностью этих АКБ являются:

• сложный алгоритм зарядки;
• крайняя чувствительность к перезаряду.

Заряжается литий-ионный аккумулятор в два этапа:

• сначала постоянным током до достижения примерно 80% емкости;
• потом постоянным напряжением до достижения полной емкости.

Для глубоко разряженных Li-Ion элементов применяется еще один предварительный этап – доведение пониженным стабилизированным током до номинального уровня.

Если у зарядного устройства отсутствует режим стабильного напряжения, вторую стадию можно реализовать в импульсном режиме. АКБ заряжается импульсами постоянного тока до достижения нужного напряжения на батарее.

На практике чаще применяют метод ступенчатого тока. Для упрощения ЗУ вместо стадии постоянного U просто ступеньками снижают ток заряда. Еще чаще процесс состоит всего из двух этапов – номинальным током, а далее — сниженным. Процедуру прекращают по достижению аккумулятором номинального напряжения.

Все это актуально для одиночных элементов. Для батареи, составленной из нескольких банок, добавляется еще один момент. Из-за разброса параметров некоторые элементы могут оказаться заряжены раньше других. Так как перезаряд для литий-ионных банок губителен, полностью готовые к работе ячейки надо выключать из процесса. Для этого применяется плата балансировки (BMS), шунтирующая заряженные элементы, пока остальные еще пополняют запас энергии.

А элементы, помечены Protected, еще имеют встроенный контроллер, защищающий от глубокого разряда, перезаряда и сверхтока. Очевидно, что процесс пополнения энергии литий-ионного элемента ведется под управлением одного, а то и нескольких контроллеров.
Помимо алгоритмов, для всех типов аккумуляторов процесс пополнения энергии делится по скорости:

• медленная зарядка – током 0,1..0,2 С, оптимальный процесс;
• ускоренный режим – 0,2..1С, считается приемлемым;
• экспресс-зарядка – 1..5С, жесткая процедура, может вывести аккумулятор из строя.

Здесь С – номинальная емкость аккумулятора. Так, для АКБ емкостью 2500 мА*ч величина С=2500 мА или 2,5 А.

При эксплуатации батарея постепенно теряет емкость, поэтому для старых аккумуляторов значение С для расчета тока лучше пропорционально уменьшить.

Все эти процессы, включая режимы и скорость зарядки, регулируются контроллером зарядного устройства. Можно обойтись без него, и управлять зарядом вручную. Это сложно, но реализуемо.

Способы зарядки

Один из наиболее удобных способов – если есть универсальный (лабораторный) источник питания, у которого можно регулировать напряжение и измерять ток. Еще лучше, если имеется режим ограничения тока. В этом случае устанавливается желаемый ток зарядки, и источник сам увеличивает напряжение на выходе вслед за повышением этого параметра на АКБ. Но за окончанием процесса следить придется самостоятельно.

Также самостоятельно придется определить окончание первого этапа заряжания литий-ионных АКБ (для контроля балансировки элементов надо разбирать корпус батареи, поэтому придется надеяться, что плата BMS исправна) и вовремя уменьшать ток.

По окончании процесса батарею надо вовремя отключить (контролировать по достижению наибольшего напряжения). Напряжение окончания зарядки выбирается из таблицы. Надо максимальное напряжение единичной банки умножить на количество элементов. Если оно неизвестно, надо разделить напряжение, указанное на корпусе АКБ (оно обычно завышено), на напряжение одной банки и округлить в меньшую сторону.

Если такого режима нет, придется за током следить вручную. По мере пополнения энергии и роста напряжения на батарее, надо корректировать напряжение самостоятельно, удерживая выбранный уровень по контрольному амперметру. Если у источника нет встроенного измерителя, надо будет использовать внешний прибор (например, мультиметр в соответствующем режиме). В качестве общего подхода – можно использовать любой регулируемый источник питания, но контроль параметров на батарее должен быть обязательно.

В сети встречаются советы использовать зарядное устройство для автомобиля. Если такое ЗУ позволяет регулировать напряжения вручную, то его можно применить для зарядки АКБ шуруповертов. Если устройство автоматическое, то это не лучшая идея. Такие ЗУ разработаны на работу с 12-вольтовыми батареями, а бытовые шуруповерты могут быть рассчитаны и на 20-вольтовое питание (профессиональные – еще выше). Поэтому полноценно пополнить запас энергии в этих случаях не получится. К тому же в автомобилях применяются свинцово-кислотные элементы, а они требуют режима зарядки постоянным напряжением, что для рассматриваемых случаев неприемлемо.

В видеоролике используется инверторная зарядка для авто.

Меры безопасности

Самая главная мера безопасности – не оставлять заряжаемую батарею без присмотра. Система автоматики, контролирующая параметры процесса, в данном случае отсутствует. Поэтому управлять процедурой придется вручную. Особенно это касается литий-ионных аккумуляторов. При всех своих достоинствах они склонны к самовозгоранию в нештатных режимах, а их химический состав крайне затрудняет тушение.

Если есть возможность, надо контролировать также температуру заряжаемой батареи. При ее повышении процесс следует немедленно прервать. Замерять температуру можно обычным термометром. Также можно применить бесконтактный измеритель (пирометр), USB-термометр с выносным датчиком и другие способы.

Еще один простой способ зарядки описан в видео.

При отсутствии штатного источника зарядка шуруповерта без родного зарядного устройства возможна. Но контролировать процесс придется самостоятельно. Ответственность за конечный результат полностью лежит на владельце шуруповерта.

Источник

Как зарядить аккумулятор шуруповерта без зарядного устройства

1. Устройство аккумулятора шуруповерта
2. Общие правила зарядки
3. Нюансы зарядки аккумуляторов различных типов
4. Нестандартные методы зарядки аккумулятора шуруповерта
5. Использование зарядного модуля для автомобильного аккумулятора
6. Изготовление самодельного заряжающего блока
7. Оборудование батареи USB-разъемом
8. Зарядка через внешние источники электричества
9. Проверка состояния аккумулятора мультиметром
10. Рекомендации по хранению

Аккумуляторные шуруповерты позволяют свободно перемещаться в процессе ремонта и проводить работы без постоянного доступа к розетке. Но при потере или поломке оригинального зарядного устройства у владельца возникнет проблема, как зарядить аккумулятор шуруповерта другим источником питания.

Чтобы не навредить батарее, нужно подбирать альтернативу с учетом напряжения и емкости аккумулятора.

Устройство аккумулятора шуруповерта

Аккумуляторы состоят из нескольких деталей:

1. Питающие элементы (банки). Они размещены внутри корпуса и последовательно соединены между собой. Накопитель шуруповерта состоит из 10 элементов. Внутри каждого из них расположены положительный и отрицательный электроды, электролит и контакты, соединяющие элемент с другими банками. Сервисные контакты выравнивают заряды во всех элементах. При поломке отдельных питающих единиц можно поменять весь аккумуляторный блок (АКБ) или разобрать батарею и заменить поврежденные банки.
2. Термистор. Он выполняет функции датчика, который предупреждает перегрев накопителя. При повышении температуры системы до +50…+60°С термоэлемент снижает или отключает ток, ограничивая дальнейшее выделение тепла. Принцип работы термистора основан на свойствах материала: при повышении температуры аккумулятора снижается сопротивление резистора, что создает альтернативный путь для тока. Номинальное сопротивление термистора непосредственно влияет на продолжительность непрерывной работы инструмента.
3. Корпус с подведенными к нему контактами. На коробке АКБ располагаются основные силовые контакты, которые предназначены для зарядки и питания электроприбора. Изнутри к ним подведены провода от свободных клемм накопительных элементов.

По типу пластин внутри питающих элементов батареи шуруповертов классифицируются на:

• никель-кадмиевые (Ni-Cd);
• металлогидридные (Ni-MH);
• литий-ионные (Li-ion).

Ni-MH и Ni-Cd аккумуляторы имеют выходное напряжение 1,2 В, а Li-ion — 3,5-3,7 В. Суммарное выходное напряжение накопителя соответствует сумме параметров банок.

Кадмиевые накопители имеют склонность к саморазряду, небольшую емкость и короткий срок эксплуатации. При неполном разряде в них возникает «эффект памяти», который снижает рабочую емкость батареи. Металлогидридные накопители имеют менее выраженный эффект памяти и более длительный срок использования, но более чувствительны к низким температурам, чем никель-кадмиевые.

Литий-ионные накопители служат дольше других АКБ, имеют минимальную склонность к саморазряду и не теряют емкость при неполном разряде. Минусом является чувствительность к перегреву. В литий-ионные аккумуляторы встроена управляющая плата, которая контролирует процесс заряда и разряда накопителя.

Общие правила зарядки

При зарядке батареи строительного инструмента нужно соблюдать следующие правила:

1. Заряжать АКБ следует в помещении при температуре +10…+40°С.
2. Для предупреждения перегрева во время накопления заряда можно время от времени отключать аккумулятор от сети (при наличии встроенного термистора данная мера не требуется).
3. Новые накопители не следует устанавливать на шуруповерт без предварительного заряда и проверки мультиметром.
4. Подзаряжать аккумулятор нужно сразу после того, как он сел: при саморазряде напряжение может опуститься ниже критического уровня, в результате чего накопитель выйдет из строя.
5. Не следует оставлять АКБ подключенным к сети после восстановления заряда: рекомендуемый промежуток времени между окончанием процесса и отключением — не более 20-30 минут.

Продолжительность зарядки может составлять от 0,5 до 6-7 часов в зависимости от типа накопителя и степени разряда. При использовании импульсного зарядного устройства (ЗУ) она сокращается до 60-100 минут.

Нюансы зарядки аккумуляторов различных типов

Зарядка накопителей из различных материалов отличается следующими аспектами:

• номинальное напряжение, ток и продолжительность восстановления;
• необходимость цикла зарядов-разрядов;
• особенности хранения;
• возможность подзарядки при неполном разряде.

Параметры зарядки указываются в инструкции к инструменту и маркировке аккумулятора. Номинальное напряжение кратно вольтажу 1 питающего элемента и зависит от количества банок.

Цикл полного разряда и заряда необходим для восстановления номинальной емкости при проявлении «эффекта памяти». Повторить процедуру рекомендуется несколько раз.

Нестандартные методы зарядки аккумулятора шуруповерта

Чтобы запитать аккумуляторный блок без зарядного устройства производителя, можно использовать следующие устройства:

• зарядные модули для автомобиля;
• самодельный источник питания;
• универсальное ЗУ;
• внешние источники питания.

При выборе ЗУ нужно учитывать зарядные параметры АКБ.

Использование зарядного модуля для автомобильного аккумулятора

Номинальный ток и напряжение автомобильных ЗУ существенно выше, чем необходимо для строительного инструмента. Для зарядки накопителя шуруповерта можно использовать только устройства с регулируемыми параметрами заряда.

Если отрегулировать ток нельзя, а подзарядка требуется срочно, то можно включить в схему дополнительное сопротивление (лампу, резистор и др.). Для расчета сопротивления необходимо поделить напряжение в схеме на силу тока, а затем отнять собственное сопротивление ЗУ.

При восстановлении АКБ после глубокого разряда стоит использовать импульсные ЗУ с регулировкой параметров.

Изготовление самодельного заряжающего блока

Самодельный блок можно спаять на основе блока питания «родного» ЗУ или устройства со схожими параметрами заряда (например, блока питания ноутбука). Зарядный блок состоит из следующих элементов:

• транзисторов;
• плавкого предохранителя;
• конденсаторного фильтра;
• электромагнитного реле;
• светодиодов для выпрямителя и индикации;
• микросхемы (например, HCF4060BE, CD4060);
• стабилитрона 12 В.

Для защиты от перегрева можно добавить в схему датчик в виде термопары, а для охлаждения схемы ЗУ — небольшой радиатор.

Оборудование батареи USB-разъемом

Наличие USB-разъема облегчает процесс поиска ЗУ. Разъем монтируется в корпус через предохранитель, контакты припаиваются с соблюдением полярности. Контакты изолируются с помощью термоусадочных трубок или изоленты.

Зарядка через внешние источники электричества

Внешние источники питания применяются только для изношенных приборов, которые будут работать в течение ограниченного срока. В этом случае покупка универсальной или «родной» зарядки нецелесообразна.

Для получения энергии напрямую от сети можно использовать блок питания от компьютера или другого прибора с подходящими параметрами вольтажа и силы тока. Если он имеет подходящий размер, то его можно вставить в корпус батареи.

Проверка состояния аккумулятора мультиметром

Для определения степени заряда и функциональности аккумулятора можно использовать комплекс вольтметра и амперметра либо мультиметр. Проверка АКБ проводится в следующих состояниях:

• в свободном положении;
• в процессе зарядки;
• под нагрузкой.

Для диагностики накопителя необходимо:

1. Установить мультиметр в режим проверки постоянного напряжения.
2. Подсоединить щупы прибора к выходам блока аккумулятора, определить степень разряда.
3. Подключить ЗУ. Измерить напряжение в начале зарядки, через 30 и 120 минут. В первые полчаса напряжение изменяется на 0,5 В, в следующие 1,5 часа — еще на 0,5 В. В первый час наблюдается устойчивый рост силы тока, поэтому функцию батареи можно проверить и в режиме амперметра.
4. Проверить вольтаж АКБ в полностью заряженном состоянии. Если он отличается от номинального, нужно разобрать корпус для диагностики элементов.
5. Подвести щупы к выходам каждой банки. В разряженном состоянии их напряжение должно быть выше 1 В (для Ni-Cd, Ni-MH) и 2,2 В (для Li-ion), а заряженном — 1,2 В и 3 В соответственно. Вздутые, поврежденные и не держащие заряд элементы заменяются.
6. Для проверки банок под нагрузкой следует применять резистор (25 Вт, 10 Ом), а всего АКБ — спот-лампу (12 В) или фару автомобиля (35 В).

Зарядка кадмиевой батареи для проверки проводится после полного разряда. В противном случае результат будет иметь погрешность из-за эффекта памяти.

Рекомендации по хранению

Хранить аккумуляторы разряженными нельзя. Рекомендованная величина заряда при отправке на хранение зависит от типа АКБ:

• никель-кадмиевые накопители должны быть заряжены на 90-100%;
• никель-металлогидридные элементы склонны к сильному саморазряду, поэтому их нужно заряжать на 95-100%, а после длительного хранения — медленно восстанавливать низким током;
• литий-ионным устройствам достаточно 50% заряда.

После месяца хранения исправные Ni-Cd аккумуляторы теряют до 20% заряда, Ni-MH — до 30%, а Li-ion — до 8%.

Вне зависимости от типа батареи ее запрещено хранить подключенной к шуруповерту. Для хранения аккумулятора в ящике инструмента предназначено специальное гнездо.

Источник