Ремонт зарядного устройства для шуруповерта

Диагностика состояния электроинструмента

Горячие поверхности беспроводной отвёртки и батареи свидетельствуют о перегреве инструмента. Перегрев — это процесс, который может произойти в двух случаях. С одной стороны, шуруповёрт имеет внутренний дефект, а с другой стороны, возможно, что он используется неправильно. Для этого перед ремонтом нужно провести проверку:

Вначале испытать источники тока — электрическую розетку. Есть 3 способа проверки. Сначала подключите к нему другое устройство и посмотрите, работает ли он правильно. И также можно подключить проверяемый инструмент к другой розетке и посмотреть, заряжается ли аккумулятор. Наконец, проверьте индикаторы на нём, например, свет или звук, чтобы убедиться, что он получает электричество.
Работоспособность аккумулятора. Иногда причина может быть не в нём, а в какой-то отдельной элементарной батареи. Это можно определить двумя способами. Попытайтесь подключить аккумулятор в другой зарядке и посмотреть, будет ли он заряжаться. Можно попробовать заменить проблемный элемент в батареи.
Проверить зарядник и определить, есть ли какие-либо видимые повреждённые части

Нужно обратить внимание на контакты, которые соединяются с выходами. Убедитесь, что они не согнуты и не сломаны.
Проверить металлические детали на наличие коррозии или ржавчины, что является признаком влаги

Если детали контактировали с жидкостью, возможно, в нём возникло короткое замыкание, которая не позволяет включать аккумулятор.
Используйте для ремонта зарядных устройств аккумуляторов вольтметр, подсоединявшись к нему. Коснитесь контактов устройства с помощью зондов и убедитесь, что есть показания. Если они отсутствуют, переключите зонды и повторите попытку. Если показания по-прежнему отсутствуют, аккумулятор не рабочий и нуждается в замене.
Выполнить очистку небольшим количеством спирта и ватным тампоном. Удалить коррозию с помощью тонкой наждачной бумаги. Прежде чем подавать контрольное напряжение на прибор нужно удостовериться, что спирт высох и электрические части не имеют влажной поверхности.

Шуруповерты производит большое количество фирм, особенно популярны инструменты фирм Интерскол, Bosch, Макита. Обычно они чрезвычайно прочны и надёжны, тем не менее отдельные части могут изнашиваться. Например, когда при нажиме на курок дрель не работает. Такая поломка говорит о том, что не действует триггер (кнопка). Замена триггера — довольно простая операция. Перед началом ремонта аккумулятор должен быть удалён, чтобы предупредить получение травмы при включении спускового механизма двигателя. Порядок проведения замены регулятора на примере зарядного устройства для шуруповерта Бош:

Удалить аккумулятор перед началом работы со сверлом. Отключить два освобождающих зажима по бокам аккумулятора и вынуть батарею. После извлечения аккумуляторной батареи 12,0 В положите её в безопасное место вдали от рабочей зоны. Установите оборудование на чистую ровную поверхность винтовыми отверстиями вверх.
Найти винт, который соединяет две половины наружного корпуса на заднем крае вала батареи. Используйте угловой пинцет для его удаления.
Поместите пинцет в паз на внутренней стороне зажима. Используйте другую руку, чтобы плотно прикрепить дрель и потянуть вверх до тех пор, пока зажим не отсоединится.
Найдите восемь винтов 5,5 мм, расположенных на обращённой вверх стороне свёрла.
Удалите каждый винт с помощью отвёртки T8, сложив их в безопасном месте

После освобождения всех винтов освободите корпус, чтобы открыть двигатель и вынуть его.
Поместить палец под металлическую вкладку и осторожно поднять её и освободить спусковой механизм. Аккуратно возьмите узел триггера и осторожно потяните вверх.
Отсоединить два провода, соединяющих двигатель с триггером, используя пару плоскогубцев.
Починить неисправный триггер.

Аккумуляторные шуруповёрты в наши дни достаточно надёжны, поэтому на самом деле трудно найти случаи поломок модели с напряжением 18 В. Литий-ионные аккумуляторы имеют отличное время автономной работы и низкие скорости саморазряда, благодаря чему инструменты, оснащеные ими, постоянно находят применение в домашнем хозяйстве.

Трансформаторный блок для питания шуруповерта

Трансформаторными источниками питания называются такие приборы, в которых располагается понижающий входное напряжение трансформатор. Помимо него, в таких блоках установлен диодный выпрямитель и конденсатор фильтра.
Конденсатор сглаживает пульсации выходного напряжения. По сути, трансформатор выдает напряжение того же вида, что и в сети 220 вольт, а точнее, синусоидальной. При работе от бесперебойных источников его форма может быть совсем несинусоидальной. Форма выпрямленного напряжения непостоянна во времени, поэтому необходима установка элемента, поддерживающего выходное напряжение постоянной величины, что выполняется на сглаживающем конденсаторе.

Плюсы трансформаторных блоков:

• Простота и надежность.
• Составные элементы легко найти в продаже.
• Отсутствие частей, создающих радиоволновые помехи.

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.

Выпрямитель для шуруповерта своими руками

Выпрямитель необходим для преобразования переменного тока в постоянный. Он функционирует за счет полупроводниковых диодов, которые играют роль преобразователей. Чтобы проанализировать работу устройства, применяют осциллограф.
Главным в изготовлении выпрямителя является правильный выбор диодов. Для использования в блоке питания подойдут элементы с показателями обратного тока до 10 ампер. Количество диодов равно 4, и их следует устанавливать по мостовому типу. Если применять схему на одном полупроводнике, полезное действие блока снижается вдвое.

Это важно: запрещено работать с электрическими элементами, находящимися под напряжением. Перед тем как совершать какие-либо манипуляции, нужно убедиться, что прибор отключен от сети.

Виды

Существует множество зарядок, подходящих для определенных марок и моделей инструментов. Все их можно разбить на основные виды.

Аналоговые со встроенным блоком питания

Аналоговые со встроенным блоком питания — довольно востребованы. Это объясняется невысокой стоимостью. Обычно не относятся к профессиональному оборудованию, быстро выходят из строя и «не хватают звезд с неба». Минимальная задача, которую, как правило, ставят их производители — получить постоянное напряжение и токовую нагрузку, необходимую для работы.

Устройства работают по принципу стабилизатора. Можно сделать самостоятельно, используя приведенную схему. Для работы нужно запомнить:

1. Напряжение на выходе блока-зарядки — больше номинала батареи.
2. Подходит любой тип аккумулятора.
3. Можно использовать обычную монтажную плату.
4. Такие стабилизаторы применяют компенсационный принцип: ненужная энергия, тепло отводится. Для его рассеивания можно взять, например, медный радиатор. Площадь — 20 см².
5. Трансформатор на входе (Тр1) изменяет напряжение с 220 до 20 В. Его мощность определяется по току и напряжению на выходе.
6. Ток выпрямляется диодным мостом (VD1).
7. Можно позаимствовать решение производителей: сборку диодов Шоттки.
8. После выпрямления ток — пульсирующий, что вредно. Для сглаживания нужен электролитический конденсатор (С1).
9. В качестве стабилизатора идет КР142ЕН. Для 12 В ее индекс — 8Б.
10. Управление — на основе транзистора (VT2) и резисторов (подстроечных).
11. Автоматическое отключение после зарядки обычно не предусматривается. Придется самостоятельно определять необходимое время. Как вариант, можно использовать цепь, включающую диод (VD2), транзистор (VT1). После зарядки светодиод (HL1) тухнет. Есть и более серьезные варианты с коммутатором и электронным ключом, отключающиеся автоматически.

Аналоговые зарядки с внешним блоком питания

Аналоговые с внешним блоком, как видно из названия, состоят:

• из сетевого блока;
• зарядника.

Блок — обычный, включает:

• трансформатор;
• диодный мост;
• выпрямитель;
• конденсаторный фильтр.

В фабричных сборках обычно нет теплоотвода. Его роль может выполнять резистор повышенной мощности. Одна из типичных причин поломок — в тепловом режиме.

Чтобы исправить ситуацию, для начала нужно выяснить, работает ли источник питания. Если функционирует, его дополняют схемой управления, если нет — ищется другой. Вполне подойдет, например, от ноутбука. Он имеет 18 В на выходе, что вполне достаточно. Остальные детали обычно найти не составляет труда. Они очень мало стоят, можно позаимствовать из другой техники.

Схема блока управления представлена ниже. Используется транзистор KT817, для усиления — КТ818. Нужен радиатор. Примерная площадь — 30−40 см². Здесь будет рассеиваться до 10 Вт

Многие китайские производители пытаются экономить буквально на каждой мелочи. Этого нужно избегать, если нужно более или менее достойное качество. В самодельной схеме есть подстроечник на 1 кОм. Он нужен для точной установки тока. На выходе — резистор на 4,7 Ом. Он рассеивает тепло. Светодиод оповестит об окончании зарядки

Импульсные

Аналоговые устройства долго заряжаются: в среднем — 3−5 часов. Хотя для бытовых целей это не страшно. Другое дело — профессиональная сфера, где «время — деньги». Стоит такая продукция — соответствующе, в наборе обычно два аккумулятора.

Профессионалы чаще используют импульсные зарядные устройства. Они обладают интеллектуальной схемой управления процессом. Время полной зарядки впечатляет: около одного часа. Конечно, можно сделать такой же быстрый аналоговый зарядник, но тогда впечатлять будут его вес и размеры.

Импульсные устройства компактны и безопасны. Высокие качества требуют продуманной, сложной схемы. Однако можно повторить и ее. Схема ниже подходит для работы с никель-кадмиевыми аккумуляторами с третьим сигнальным контактом.

Применяется известный контроллер MAX713. Входное напряжение —25 В. Источник питания — простой, поэтому его схемы здесь нет.

Полученное в итоге зарядное для шуруповерта «отличается умом и сообразительностью». Оно проверяет напряжение и включает режим ускоренного заряда. Аккумулятор готов примерно через 1−1,5 часа. Схема позволяет выбирать:

• напряжение заряда;
• тип батареи.

На ней указано значение резистора (R 19) для переключения режимов и положение перемычек. Используя предложенный рисунок, можно отремонтировать поломку. Дополнительным стимулом станет финансовый вопрос. Экономия как минимум в два раза.

Подготовка и поиск неисправности

Перед , следует проверить его работоспособность мультиметром, замеряющим как напряжение, так и силу тока. Современные модели измеряют еще и сопротивление элементов цепи, а некоторые – емкость конденсаторов. Стоимость их порядка 500 р., продаются во многих магазинах. Присутствие тестера в хозяйстве человека с руками будет нелишним.

Проверку любого устройства начинают с осмотра.

Для поиска повреждений и последующего ремонта понадобятся:

• мультиметр,
• двусторонняя отвертка,
• плоскогубцы,
• паяльник,
• флюс и припой,
• детали на замену.

Тест напряжения проводится просто – мультиметр включают на измерение напряжения в соответствующем диапазоне постоянного тока. В данном случае – до 20 или 50В, в зависимости от модели тестера и АКБ. А определяют контакты, которые нужно «щупать», по надписям на корпусе либо методом проб и ошибок. Следует учитывать, что показания прибора должны превышать номинальные значения, указанные на батарее, процентов на 10 – 15. И уж точно не должны быть ниже их. Если же они не дотягивают даже до номинальных цифр, скорее всего, «умер» какой-то диод либо конденсатор.

Измерение зарядного тока, выдаваемого устройством, производят при последовательно подключенном разряженном АКБ.

Режимы заряда

Номинальное напряжение Ni-Cd ячейки 1.2 В. Никель-кадмиевый аккумулятор заряжается током от 0.1 до 1.0 номинальной емкости. Это означает, что аккумулятор емкостью 5 амперчасов можно заряжать током от 0.5 до 5 А.

Заряд сернокислотных аккумуляторов хорошо знаком всем людям, держащим в руках шуруповерт, ведь практически каждый их них еще и автолюбитель. Номинальное напряжение ячейки Pb-PbO2 составляет 2.0 В, а ток зарядки свинцового сернокислотного аккумулятора всегда 0.1 C (доля тока от номинальной емкости, см. выше).

Литий-ионная ячейка имеет номинальное напряжение 3.3 В. Ток заряда литий-ионного аккумулятора, 0.1 C. При комнатной температуре этот ток можно плавно повышать до 1.0 С – это быстрый заряд. Однако, это годится только для тех батарей, которые не были переразряжены. При заряде литий-ионных батарей следует точно соблюдать напряжение. Заряд производится до 4.2 В точно. Превышение резко снижает срок службы, понижение – уменьшает емкость. При зарядке следует следить за температурой. Теплый аккумулятор следует либо ограничить током до 0.1 С, либо отключить до остывания.

ВНИМАНИЕ! При перегреве литий-ионного аккумулятора при зарядке свыше 60 градусов Цельсия возможен его взрыв и возгорание! Не следует слишком полагаться на встроенную электронику безопасности (контроллер заряда). При заряде литиевой батареи, контрольное напряжение (напряжение окончания заряда) образует приблизительный ряд (точные напряжения зависят от конкретной технологии и указаны в паспорте на батарею и на ее корпусе):

При заряде литиевой батареи, контрольное напряжение (напряжение окончания заряда) образует приблизительный ряд (точные напряжения зависят от конкретной технологии и указаны в паспорте на батарею и на ее корпусе):

Напряжение заряда следует контролировать мультиметром или схемой с компаратором напряжения, настроенным точно на применяемую батарею. Но для “электронщиков начального уровня” реально можно предложить только простую и надежную схему, описанную в следующем разделе.

Конструкция и вероятные дефекты

Зарядное устройство (ЗУ) состоит из нескольких ключевых элементов. Каждый из них может выйти из строя, что приведет к поломке всей конструкции. Детали эти достаточно просты, найти им замену несложно – в магазине, аналогичном приборе или блоке питания. Однако нужно уточнить, что речь идет об аналоговом трансформаторном устройстве, а не об импульсном. Последние обычно надежнее, но практически неремонтопригодны при отсутствии нужных знаний. Хотя провода, предохранители или тумблеры легко заменимы и в них.

Конструктивные элементы:

• компоненты электропроводки,
• предохранитель,
• тумблер,
• понижающий трансформатор,
• выпрямительный блок,
• фильтрующий конденсатор,
• выходные контакты,
• элементы управления (микросхема, стабилитрон, реле).

На разных приборах данные элементы отличаются видом, характеристиками или расположением.

Вероятные поломки:

• разрыв, перегорание или замыкание кабеля питания;
• перегорание предохранителя;
• окисление либо обгорание контактов тумблера;
• замыкание трансформатора;
• пробой либо обрыв выпрямительных диодов;
• испарение электролита, пробой изоляции или обрыв конденсатора;
• обрыв, окисление либо обгорание контактов устройства на выходе;
• выход из строя элемента блока автоматического управления.

Ремонт источников тока

У аккумуляторных батарей в действительности нет сложных запасных частей, так как она собирается из простейших зарядных элементов. Для того чтобы определиться с ремонтом нужно открыть источник и проверить наличие повреждений. Инструменты и материалы, которые понадобятся при выполнении ремонта:

• Мультиметр.
• Отвёртка.
• Очиститель электрических контактов.
• Изолента.

Бывают случаи, когда катушка беспроводной отвёртки имеет дефект и, следовательно, перегревает устройство. Изоляция легко плавится, аккумуляторы выходят из строя и беспроводная отвёртка не может использоваться. Техническую ошибку не всегда можно определить внешним осмотром и нужна разборка инструмента.

Последовательность операций:

1. Отсоединить инструмент от электрической розетки.
2. Для очистки контактов между ручкой питания и зарядным устройством используйте ветошь, наждачную бумагу или электрический контактный очиститель.
3. Несколько раз подключите блок питания и убедитесь, что он функционирует правильно.
4. Проверьте прибор на выходе постоянного тока. Установите мультиметр на шкалу 25 DCV. Подключите его к электрической розетке.
5. Прикоснитесь к двум его зондам к соответствующим контактам (+ и -). Если показания прибора равны нулю, поменяйте их местами.
6. Выход DCV должен быть около или чуть выше номинальной мощности источника. То есть, при 9 В постоянного тока прибор должен показывать не более 10 В .
7. Проверьте источник на выходе переменного тока. Установите мультиметр на шкалу 25 ACV. Прикоснитесь двумя зондами к контактам. Если считывание отсутствует, трансформатор неисправен. Подберите его для замены с равным номиналом и размером.
8. Проверьте аккумуляторную батарею. Полностью зарядите аккумулятор. Установите прибор на шкале DCV больше, чем номинальная мощность батарейного блока.
9. Прикоснитесь красным зондом к клемме +, а чёрным — к клемме и измерить.
10. Замените аккумулятор, если показания на 1 вольт ниже номинальной мощности.

Устройство шуруповерта

Несмотря на разнообразие моделей, общее устройство шуруповертов довольно универсальное, а принцип действия практически одинаковый. Они могут различаться только внешним видом, компоновкой отдельных деталей, наличием или отсутствием дополнительных функций.

Питание шуруповертов может быть сетевым от напряжения 220В или аккумуляторным. Общая конструкция шуруповерта включает следующие элементы и составляющие:

• Корпус. Изготавливается из твердых пластмасс, что способствует облегчению конструкции и снижению себестоимости. В некоторых моделях применяются металлические сплавы, придающие конструкции повышенную прочность. Представляет собой пистолет с удобной рукояткой, при разборке разделяется на две половинки.
• Патрон. В нем закрепляются насадки, которым затем передается вращательное движение. Обычно используется трехкулачковое, самозажимное и самоцентрирующееся устройство. Внутри имеется шестигранное углубление, куда вставляется хвостовик насадки. Для закрепления в патроне насадки вставляются между кулачками и зажимаются вращением муфты.
• Электрическая часть. Состоит из малогабаритного электрического двигателя коллекторного типа. В устройствах, работающих от сети используются двухфазные двигатели переменного тока, рассчитанные на 220В. Их запуск осуществляется с помощью пускового конденсатора. В аккумуляторных шуруповертах устанавливаются электродвигатели постоянного тока. Постоянный ток поступает от аккумулятора, выполненного в виде набора элементов, объединенных в общем корпусе. Мощность шуруповерта определяется по выходному напряжению батареи.
• Элементы цепи. Для включения используется специальная кнопка, расположенная на рукоятке. Обычно кнопочные выключатели работают в паре с регуляторами напряжения. То есть, величина напряжения, подаваемого на двигатель, зависит от усилия, прилагаемого при нажатии кнопки. Здесь же устанавливается и рычаг переключения, обеспечивающий реверс вращения вала за счет изменения полярности электрического сигнала. От кнопки сигнал поступает непосредственно на ротор через коллектор. Электрический контакт обеспечивается графитными щетками определенных размеров.
• Механические части и детали. Основой конструкции является редуктор планетарного типа, с помощью которого крутящий момент передается от вала к выходному шпинделю. В качестве дополнительных элементов используются водило, кольцевая шестерня и сателлиты. Все детали находятся внутри корпуса и по очереди взаимодействуют друг с другом.

Важной составной частью считается муфта регулировки вращения, устанавливающая определенный крутящий момент. С ее помощью прекращается вращение вала после вкручивания шурупа

Остановка происходит из-за увеличения сопротивления вращению. Данная мера предотвращает срыв резьбовой части шурупа и выход из строя самого шуруповерта.

Устройство беспроводных источников питания

Зарядники аккумуляторных батарей преобразуют переменный ток 220 В от сети в постоянный ток. Для выполнения своих функций зарядное устройство имеет трансформатор и специальную печатную плату. Батареи производят ток благодаря химической реакции между двумя электродами и электролитом. Напряжение находится в диапазоне от 1,2 до 24 В или более, в зависимости от типа аккумулятора и силы тока.

Многие беспроводные устройства питаются от перезаряжаемой никель — кадмиевой (nicad) батареи или аккумуляторной батареи, состоящей из 20 ячеек. Каждая ячейка обеспечивает постоянный ток около 1,2 В. Пакеты встраиваются непосредственно в инструмент и имеют защёлкивающиеся зажимы.

Блок питания для шуруповерта

Все современные шуруповерты работают от аккумулятора. Чтобы он всегда оставался в заряженном состоянии, требуется блок питания. Зарядные устройства разных производителей могут существенно различаться. Во-первых, блоки комплектуются разными элементами, а во-вторых, их вольтаж бывает 12, 14 или 18 вольт.

В зарядных устройствах на 12 В используются транзисторы емкостью до 4,4 пФ, проводимость при этом находится на уровне 9 мк. Для нивелирования показателей тактовой частоты используются конденсоры. В зарядниках, использующих такое напряжение, чаще всего устанавливаются полевые резисторы.

Схема блока питания 12 В

В блоках на 14 В уже применены 5 транзисторов и импульсные конденсаторы. Используется микросхема преобразования тока четырехканального типа. Емкость резистора не превышает 6,3 пФ.

Схема зарядного устройства 14 В

В зарядниках 18 В используются только транзисторы переходного типа. Для нормализации максимальной частоты установлен сеточный триггер. Проводимость тока находится в районе 5,4 мк. На микросхеме находятся 3 конденсатора. Вместе с диодным мостом располагается тетрод. В некоторых моделях используются хроматические резисторы. Иногда применяются дипольные транзисторы.Схема зарядного устройства 18 В

Преимущества аккумуляторных инструментов

Главным плюсом электроинструментов данной категории является автономность. Встроенная аккумуляторная батарея обеспечивает функциональность техники без подключения к стационарной сети питания 220 или 380V. Этой особенностью пользуются для выполнения ремонта в новостройках, в «походных» и других сложных условиях.

Другие преимущества:

• без мешающего соединительного кабеля питания проще выполнять отдельные операции;
• низкое напряжение батарей снижает опасность поражения электрическим током;
• этот инструмент намного тише, по сравнению с альтернативным решением автономности на базе бензинового генератора.

К сведению. Для справедливой оценки следует отметить, что оснащение аккумулятором увеличивает вес, стоимость и сложность.

Как сделать зарядное устройство для шуруповёрта

Сначала уточняют общие параметры проекта. За основу берут имеющийся блок, который обеспечивает фиксацию батареи в правильном положении и надежный электрический контакт. Уточняют тип АКБ и соответствующее зарядное устройство.

Схема и порядок сборки блока питания

Аналоговые электрические схемы проще, однако занимают много места. Импульсные отличаются компактностью и повышенной сложностью. Выбрав подходящий вариант, пользуются навесным монтажом или создают печатную плату с учетом свободного пространства в корпусе. В ходе изготовления создают вентиляционные отверстия для эффективного охлаждения мощных транзисторов и микросхем. На завершающем этапе проверяют функциональность, завершают сборку.

Как использовать электроприбор

Применяют ЗУ с учетом определенной схемотехники. Простейшие модели только сигнализируют о завершении процесса, но не отключают сетевое питание. Некоторые виды АКБ необходимо заряжать с тщательным контролем температурного режима. После практического изучения процесса сборки отремонтировать вышедшее из строя изделие будет несложно.