Как запитать аккумуляторный шуроповерт от электрической сети?
|
Скачать 0.52 Mb.
|
Как запитать аккумуляторный шуроповерт от электрической сети? Аккумуляторный шуроповерт предназначен для наворачивания - отворачивания винтов, саморезов, шурупов и болтов. Все зависит от применения сменных головок – битов. Область применения шуроповерта 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. Как устроен электронный трансформатор?  Внешне электронный трансформаторпредставляет собой небольшой металлический, как правило, алюминиевый корпус, половинки которого скреплены всего двумя заклепками. Впрочем, некоторые фирмы выпускают подобные устройства и в пластиковых корпусах.Чтобы посмотреть, что же там внутри, эти заклепки можно просто высверлить. Такую же операцию предстоит проделать, если намечается переделка или ремонт самого устройства. Хотя при его низкой цене куда проще пойти и купить другое, чем ремонтировать старое. И все же нашлось немало энтузиастов, которые не только сумели разобраться в устройстве прибора, но и разработать на его основе несколько импульсных блоков питания. Принципиальная схема к устройству не прилагается, как и ко всем нынешним электронным устройствам. Но схема достаточно проста, содержит малое количество деталей и поэтому принципиальную схему электронного трансформатора можно срисовать с печатной платы. На рисунке 1 показана снятая подобным образом схема трансформатора фирмы Taschibra. Очень похожую схему имеют преобразователи, выпускаемые фирмой Feron. Отличие лишь в конструкции печатных плат и типах используемых деталей, в основном трансформаторов: в преобразователях Feron выходной трансформатор выполнен на кольце, в то время как в преобразователях Taschibra на Ш-образном сердечнике. В обоих случаях сердечники выполнены из феррита. Следует сразу отметить, что кольцеобразные трансформаторы при различных доработках прибора лучше поддаются перемотке, чем Ш – образные. Поэтому, если электронный трансформатор приобретается для опытов и переделок, лучше купить прибор фирмы Feron. При использовании электронного трансформатора лишь для питания галогенных ламп название фирмы – изготовителя значения не имеет. Единственное, на что следует обратить внимание, это на мощность: электронные трансформаторы выпускаются мощностью 60 - 250 Вт.  Рисунок 1. Схема электронного трансформатора фирмы Taschibra Краткое описание схемы электронного трансформатора, ее достоинства и недостатки Как видно из рисунка, устройство представляет собой двухтактный автогенератор, выполненный по полумостовой схеме. Два плеча моста выполнены на транзисторах Q1 и Q2, а два других плеча содержат конденсаторы C1 и C2, поэтому такой мост называется полумостом. В одну из его диагоналей подается сетевое напряжение, выпрямленное диодным мостом, а в другую включена нагрузка. В данном случае это первичная обмотка выходного трансформатора. По очень похожей схеме выполнены электронные балласты для энергосберегающих ламп, но в них вместо трансформатора включен дроссель, конденсаторы и нити накала люминесцентных ламп. Для управления работой транзисторов в их базовые цепи включены обмотки I и II трансформатора обратной связи Т1. Обмотка III это обратная связь по току, через нее подключена первичная обмотка выходного трансформатора. Управляющий трансформатор Т1 намотан на ферритовом кольце с внешним диаметром 8 мм. Базовые обмотки I и II содержат по 3..4 витка, а обмотка обратной связи III – всего один виток. Все три обмотки выполнены проводами в разноцветной пластиковой изоляции, что немаловажно при экспериментах с устройством. На элементах R2, R3, C4, D5, D6 собрана цепь запуска автогенератора в момент включения всего устройства в сеть. Выпрямленное входным диодным мостом напряжение сети через резистор R2 заряжает конденсатор C4. Когда напряжение на нем превысит порог срабатывания динистора D6, последний открывается и на базе транзистора Q2 формируется импульс тока, который запускает преобразователь. Дальнейшая работа осуществляется без участия цепи запуска. Следует заметить, что динистор D6 двухсторонний, может работать в цепях переменного тока, в случае постоянного тока полярность включения значения не имеет. В интернете его также называют «диак». Сетевой выпрямитель выполнен на четырех диодах типа 1N4007, резистор R1 с сопротивлением 1Ом и мощностью 0, 125Вт используется в качестве предохранителя. Схема преобразователя в том виде, как она есть, достаточно проста и не содержит никаких «излишеств». После выпрямительного моста не предусмотрено даже просто конденсатора для сглаживания пульсаций выпрямленного сетевого напряжения. Выходное напряжение прямо с выходной обмотки трансформатора также безо всяких фильтров подается прямо на нагрузку. Отсутствуют цепи стабилизации выходного напряжения и защиты, поэтому при коротком замыкании в цепи нагрузки сгорают сразу несколько элементов, как правило, это транзисторы Q1, Q2, резисторы R4, R5, R1. Ну, может и не все сразу, но хотя бы один транзистор точно. И несмотря на такое, казалось бы, несовершенство схема себя вполне оправдывает при использовании его в штатном режиме, т.е. для питания галогенных ламп. Простота схемы обуславливает ее дешевизну и широкую распространенность устройства в целом. Исследование работы электронных трансформаторов Если к электронному трансформатору подключить нагрузку, например, галогенную лампу 12В х 50Вт, а к этой нагрузке подключить осциллограф, то на его экране можно будет увидеть картинку, показанную на рисунке 2.  Рисунок 2. Осциллограмма выходного напряжения электронного трансформатора Taschibra 12Vх50W Выходное напряжение представляет собой высокочастотные колебания частотой 40КГц, модулированные на 100% частотой 100ГЦ, полученной после выпрямления сетевого напряжения частотой 50ГЦ, что вполне подходит для питания галогенных ламп. В точности такая же картинка будет получена для преобразователей другой мощности или другой фирмы, ведь схемы практически не отличаются друг от друга. Если к выходу выпрямительного моста подключить электролитический конденсатор C4 47uFх400V, как показано пунктирной линией на рисунке 4, то напряжение на нагрузке примет вид, показанный на рисунке 4.  Рисунок 3. Подключение конденсатора к выходу выпрямительного моста  Рисунок 4. Напряжение на выходе преобразователя после подключения конденсатора C5 Однако, не следует забывать о том, что ток зарядки дополнительно подключенного конденсатора C4 приведет к перегоранию, причем достаточно шумному, резистора R1, который используется в качестве предохранителя. Поэтому этот резистор следует заменить более мощным резистором с номиналами 22Омх2Вт, назначение которого просто ограничить ток зарядки конденсатора С4. В качестве же предохранителя следует использовать обычный плавкий предохранитель на 0,5А. Нетрудно заметить, что модуляция с частотой 100Гц прекратилась, остались лишь высокочастотные колебания с частотой около 40КГц. Даже если при этом исследовании и нет возможности воспользоваться осциллографом, то этот неоспоримый факт можно заметить по некоторому увеличению яркости лампочки. Это говорит о том, что электронный трансформатор вполне пригоден для создания несложных импульсных блоков питания. Тут возможно несколько вариантов: использование преобразователя без разборки, только за счет добавления наружных элементов и с небольшими изменениями схемы, совсем небольшими, но придающими преобразователю совсем иные свойства. Но об этом более подробно мы поговорим в следующей статье. |
Похожие:
 |
Перезаряжаемый аккумуляторный светильник el 14. Инструкция по применению Установите переключатель в положение “AC” и подключите к сети переменного тока. Во время работы светильник будет питаться от сети,... |
 |
Окп 422861 счётчик электрической энергии трёхфазный статический «Меркурий... Счётчик предназначен для учёта электрической энергии в трехфазной трёх- или четырёх проводной сети переменного тока с напряжением... |
|
Методическое руководство как корректно и единообразно представить... «зачитывать». Теперь же мы получили возможность брать их из сети благодаря самоотверженному и бескорыстному труду мастеров ocr. И... |
|
Ooo «МеталлДизайн» Подключение привода к электрической сети переменного тока напряжением (220 В) производить проводом пвс-у 3 50 гост 7399-97 |
|
Ooo «МеталлДизайн» ... |
|
"О функционировании розничных рынков электрической энергии, полном... Передача электрической энергии – основная услуга ООО «Горэнерго», которая осуществляется в рамках заключенного с ООО «Горэнерго»... |
|
Гладильный стол с нагревом и вакуумом ... |
|
Техническое задание на дизель генератор Общие требования При выполнении электрической сети в помещении дизельной следует применять тип tn-s, проводники pe и n полностью разделены |
|
Инструкция по эксплуатации описание а: крышка для съемного резервуара для воды Проверьте, соответствует ли напряжение Вашей электрической сети напряжению, указанному на приборе |
|
Виртуальные Локальные Сети: vlan Виртуальные Локальные Сети vlan обеспечивают гибкость, повышают производительность и уменьшают затраты на управление! Как мы можем... |
|
Электрической энергии однофазный электронный ... |
|
Социальные сети как тренды современной политики: «twitter-революции» Социальные сети, основанные на горизонтальных взаимодействиях, не только изменяют традиционные организационные структуры гражданского... |
|
Методика регистарации электрической активности нейронов методом «патч-кламп»... Руководство предназначено для студентов 4 курса дневного отделения, обучающихся по направлению подготовки "Биология", по профилю... |
|
Проверки финансово-хозяйственной деятельности Обществом за отчетный период задач, направленных на предотвращение перегрузок сетевого оборудования единой национальной (общероссийской)... |
|
Удлинители штепсельные двухполюсные У6-035или У6-038 ту рб 14801235. 068-94 (далее удлинитель) предназначен для присоединения электро- и радиоустройств (далее устройств)... |
|
Инструкция по предотвращению и ликвидации аварий в электрической части энергосистем В настоящей Инструкции приведены общие вопросы и порядок проведения работ при ликвидации аварий1 в различных звеньях электрической... |