Аккумуляторный шуруповерт предназначен для наворачивания - отворачивания винтов, саморезов, шурупов и болтов. Все зависит от применения сменных головок – битов. Область применения шуруповерта также очень широка: им пользуются сборщики мебели, электромонтажники, строительные рабочие – отделочники закрепляют с его помощью плиты гипсокартона и вообще все, что можно собрать с помощью резьбового соединения.
Это применение шуроповерта в профессиональных условиях. Кроме профессионалов этот инструмент приобретается также исключительно для личного использования при проведении ремонтно-строительных работ в квартире или загородном доме, гараже.
Аккумуляторный шуроповерт имеет малый вес, небольшие размеры, не требует подключения к сети, что позволяет работать с ним в любых условиях. Но вся беда в том, что емкость аккумуляторов невелика, и минут через 30 - 40 интенсивной работы приходится ставить аккумулятор на зарядку не менее, чем на 3 - 4 часа.
Кроме этого аккумуляторы имеют свойство приходить в негодность, особенно когда пользуются шуруповертом не регулярно: повесили ковер, гардины, картины и положили его в коробку. Через год решили привернуть пластиковый плинтус, а шуруповерт не «тянет», зарядка аккумулятора помогает мало.
Новый аккумулятор стоит дорого, да и не всегда в продаже можно сразу найти именно то, что надо. И в том и в другом случае выход один, - питать шуруповерт от сети через блок питания. Тем более, что чаще всего работы проводятся в двух шагах от сетевой розетки. Конструкция такого блока питания будет описана ниже.
В целом конструкция несложна, не содержит дефицитных деталей, повторить ее может любой, кто хоть немножко знаком с электрическими схемами и умеет держать в руках паяльник. Если вспомнить, сколько шуруповертов находится в эксплуатации, то можно предположить, что конструкция будет пользоваться популярностью и спросом.
Блок питания должен удовлетворять сразу нескольким требованиям. Во- первых достаточно надежным, во-вторых малогабаритным и легким и удобным для переноски и транспортировки. Третье требование, пожалуй, самое главное это падающая нагрузочная характеристика, позволяющая избежать повреждения шуроповерта в время перегрузок. Немаловажное значение имеет также простота конструкции и доступность деталей. Всем этим требованиям вполне отвечает блок питания, конструкция которого будет рассмотрена ниже.
Основой устройства является электронный трансформатор марки Feron или Toshibra мощностью 60 ватт. Такие трансформаторы продаются в магазинах электротоваров и предназначены для питания галогенных ламп с напряжением 12 В. Обычно такими лампами подсвечивают витрины в магазинах.
В данной конструкции сам по себе трансформатор не требует никаких переделок, применяется как есть: два входных сетевых провода и два выходных с напряжением 12 В. Принципиальная схема блока питания достаточно проста и показана на рисунке 1.
Рисунок 1. Принципиальная схема блока питания
Трансформатор Т1 создает падающую характеристику блока питания за счет повышенной индуктивности рассеяния, что достигается его конструкцией, о которой будет сказано выше. Кроме того трансформатор Т1 обеспечивает дополнительную гальваническую развязку от сети, что повышает в целом электробезопасность устройства, хотя эта развязка есть уже в самом электронном трансформаторе U1. Подбором числа витков первичной обмотки можно в некоторых пределах регулировать выходное напряжение блока в целом, что позволяет использовать его с разными типами шуруповертов.
Вторичная обмотка трансформатора Т1 выполнена с отводом от средней точки, что позволяет вместо диодного моста применить двухполупериодный выпрямитель всего на двух диодах. По сравнению с мостовой схемой, потери такого выпрямителя, за счет падения напряжения на диодах, в два раза ниже. Ведь диодов-то два, а не четыре. С целью еще большего снижения потерь мощности на диодах в выпрямителе применена диодная сборка с диодами Шоттки.
Низкочастотные пульсации выпрямленного напряжения сглаживает электролитический конденсатор С1. Электронные трансформаторы работают на высокой частоте, порядка 40 - 50 КГц, поэтому, кроме пульсаций с частотой сети, в выходном напряжении присутствуют и эти высокочастотные пульсации. Учитывая то, что двухполупериодный выпрямитель увеличивает частоту в 2 раза, эти пульсации достигают 100 и более килогерц.
Оксидные конденсаторы имеют большую внутреннюю индуктивность, поэтому высокочастотные пульсации сгладить не могут. Более того, они просто будут бесполезно разогревать электролитический конденсатор, и даже могут привести его в негодность. Для подавления этих пульсаций параллельно оксидному конденсатору установлен керамический конденсатор С2, небольшой емкости и с маленькой собственной индуктивностью.
Индикацию работы блока питания можно проконтролировать по свечению светодиода HL1, ток через который ограничивается резистором R1.
Отдельно следует сказать о назначении резисторов R2 - R7. Дело в том, что электронный трансформатор изначально предназначен для питания галогенных ламп. Предполагается, что эти лампы подключены к выходной обмотке электронного трансформатора еще до того, как он будет включен в сеть: иначе без нагрузки он просто не запускается.
Если в описываемой конструкции включить электронный трансформатор в сеть, то последующее нажатие кнопки шуруповерта вращаться его не заставит. Чтобы такого не произошло в конструкции и предусмотрены резисторы R2 - R7. Их сопротивление выбрано таким, чтобы электронный трансформатор уверенно запустился.
Детали и конструкция
Блок питания размещен в корпусе отслужившего свой срок штатного аккумулятора, если его, конечно, еще не выбросили. Основой конструкции служит алюминиевая пластина толщиной не менее 3 мм, размещенная посредине корпуса аккумулятора. В целом конструкция показана на рисунке 2.
Рисунок 2. Блок питания для аккумуляторного шуруповерта
К этой пластине крепятся все остальные детали: электронный трансформатор U1, трансформатор Т1 (с одной стороны), а диодная сборка VD1 и все остальные детали, в том числе и кнопка включения питания SB1, с другой. Пластина служит также общим проводом выходного напряжения, поэтому диодная сборка устанавливается на нее без прокладки, хотя для лучшего охлаждения теплоотводящую поверхность сборки VD1 следует смазать теплоотводящей пастой КПТ-8.
Трансформатор Т1 выполнен на ферритовом кольце типоразмера 28*16*9 из феррита марки НМ2000. Такое кольцо не дефицитно, достаточно распространенно, проблем с приобретением возникнуть не должно. Перед намоткой трансформатора сначала с помощью алмазного надфиля или просто наждачной бумаги следует притупить наружные и внутренние кромки кольца, после чего заизолировать его лентой из лакоткани или ФУМ-лентой, применяемой для подмотки труб отопления.
Как было сказано выше, трансформатор должен иметь большую индуктивность рассеяния. Это достигается тем, что обмотки расположены напротив друг друга, а не одна под другой. Первичная обмотка I содержит 16 витков в два провода марки ПЭЛ или ПЭВ-2. Диаметр провода 0,8 мм.
Вторичная обмотка II намотана жгутом из четырех проводов, количество витков 12, диаметр провода тот же, что и для первичной обмотки. Чтобы обеспечить симметрию вторичной обмотки, ее следует мотать сразу в два провода, точнее жгута. После намотки, как это делается обычно, начало одной обмотки соединяют с концом другой. Для этого обмотки придется «прозвонить» тестером.
В качестве кнопки SB1 используется микропереключатель МП3-1, у которого задействуется нормально замкнутый контакт. В днище корпуса блока питания установлен толкатель, который через пружину связан с кнопкой. Блок питания подключается к шуруповерту, в точности так же, как штатный аккумулятор.
Если теперь шуроповерт поставить на ровную поверхность, толкатель через пружину нажимает на кнопку SB1 и блок питания отключается. Как только шуруповерт будет взят в руки, освобожденная кнопка включит блок питания. Остается только нажать на курок шуроповерта и все заработает.
Немного о деталях
Деталей в блоке питания немного. Конденсаторы лучше применить импортные, это теперь даже проще, чем найти детали отечественного производства. Диодную сборку VD1 типа SBL2040CT (выпрямленный ток 20 А, обратное напряжение 40 В ) можно заменить на SBL3040CT, в крайнем случае двумя отечественными диодами КД2997. Но указанные на схеме диоды дефицитом не являются, поскольку применяются в компьютерных блоках питания, и купить их не проблема.
О конструкции трансформатора Т1 было сказано выше. В качестве светодиода HL1 подойдет любой, какой есть под руками.
Налаживание устройства несложно и сводится лишь к отматыванию витков первичной обмотки трансформатора Т1 для достижения нужного выходного напряжения. Номинальное напряжение питания шуроповертов, в зависимости от модели, составляет 9, 12 и 19 В. Отматывая витки с трансформатора Т1 следует добиться, соответственно, 11, 14 и 20 В.
Ранее ЭлектроВести писали, что владельцы электромобилей Volkswagen смогут продавать электроэнергию в сеть.
По материалам: electrik.info.
