Конструкция зарядного устройства от шуруповёрта
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.
Источник
Ремонт зарядного устройства телефона
Очень часто возникает проблема выхода из строя зарядного устройства мобильного телефона или другого устройства, для зарядки аккумулятора которого используется зарядное устройство. Основные причины, по которым может произойти выход из строя зарядного устройства следующие:
— выход из строя блока зарядного;
— нарушение контактного соединения провода со штекером или блоком зарядного.
Очень часто причиной выхода из строя зарядного является разрыв провода или нарушение контакта провода с конструктивными элементами зарядного – штекером и блоком. В данном случае можно отремонтировать зарядное устройство самостоятельно. Рассмотрим принцип устранения повреждения провода зарядного устройства на конкретном примере ремонта зарядного устройства мобильного телефона Nokia (с тонким штекером).
Для ремонта зарядного устройства нам понадобится:
— паяльник и все необходимое для пайки;
— изоляционная лента и термоусадочная трубка (если есть в наличии);
— небольшой кусочек тонкой проволоки для обеспечения контакта с внутренней контактной частью штекера зарядного устройства (для тонкого штекера зарядного устройства Nokia).
Первый этап – это поиск повреждения провода или контактного соединения. Повреждение провода можно определить визуально. То место, где произошел разрыв токопроводящей жилы, как правило, другого цвета и немного меньше в диаметре.
Если визуальным осмотром не удалось определить места повреждения провода, то, скорее всего, зарядное устройство не работает по причине отрыва провода в месте его присоединения к блоку или штекеру. Может быть также поврежден и провод, это мы выясним в процессе дальнейшего отыскания повреждения.
Берем провод и отрезаем его на 7-10 сантиметров дальше штекера. Если нарушения контакта в месте присоединения к штекеру не будет, мы соединим провод в месте разреза. Поэтому нельзя отрезать провод в месте присоединения к штекеру, то есть необходимо оставить небольшой кусок для возможности соединения проводов пайкой.
Зачистите провода на той части провода, который идет к зарядному устройству. Возьмите мультиметр и выберите предел измерения постоянного напряжения 20 вольт. Включите ЗУ в сеть и измерьте значение напряжения на выходе зарядного устройства, то есть на зачищенных концах шнура.
Измеряем напряжение на выходе ЗУ
Если прибор показывает значение напряжения, то это свидетельствует о том, что блок зарядного и провод не повреждены. В данном случае прибор показал 7 вольт – это номинальное выходное напряжение данного зарядного устройства. На данном этапе можно сделать вывод о том, что ЗУ не работает по причине нарушения контакта проводников в месте присоединения их к штекеру. Можно убедиться в этом, прозвонив прибором штекер.
Для этого зачищаем провода, которые идут от штекера, вставляем тонкую проволочку во внутрь штекера (это необходимо для контакта с внутренней контактной частью штекера).
Берем мультиметр и выбираем режим прозвонки. Одним щупом прикасаемся к одному из зачищенных проводников, а другим сначала к внешней контактной части штекера, а затем к вставленной проволочке. Если прибор показал контакт (наличие звукового сигнала), то это свидетельствует о том, что контакт между данным проводом и штекером не нарушен.
Переставляем щуп прибора на другой зачищенный проводник, другим поочередно прикасаемся к внешней части штекера, а затем к проволочке. Если при прикосновении к обеим контактным частям штекера прибор не издавал сигнала, то контакт отсутствует. То есть один из проводов оторван от штекера.
В данном случае есть два пути: можно приобрести новый штекер, а можно отремонтировать старый. Первый способ проще и надежней. Новый штекер можно приобрести в мастерских по ремонту мобильных телефонов или на радиорынке. Возможно, у вас есть старое зарядное, в котором не поврежден штекер.
В данном случае достаточно припаять новый штекер к зарядному устройству, соблюдая при этом полярность. Как проверить правильность соединения проводов (полярность)? Как правило, на каждом шнуре есть цветовая маркировка проводов. Если она не совпадает, то необходимо убедиться в правильности подключения проводов.
Для этого включите зарядное устройство в штепсельную розетку, а новый штекер в мобильный телефон. Присоедините проводники штекера к шнуру зарядного. Если зарядка пошла, то вы правильно соединили проводники. Если зарядка телефона не идет, поменяйте проводники местами. Проверку нужно выполнять в любом случае, даже если цветовая маркировка соединяемых шнуров одинакова, так как возможно несоответствие маркировки шнуров.
Следующий этап – соединение двух шнуров пайкой. Если у вас есть термоусадочная трубка, то перед пайкой наденьте ее часть на один из спаиваемых шнуров. Спаяйте проводники, соблюдая полярность. Заизолируйте оба провода изоляционной лентой, наденьте термоусадочную трубку. Проверьте работоспособность зарядного устройства.
Если у вас нет возможности приобрести новый штекер, а зарядное все же хочется реанимировать, то вам подойдет второй способ устранения повреждения – ремонт штекера.
Снимаем со штекера покрытие из резины (пластмассы) ножом. При этом будьте аккуратны, не спешите, так как можно повредить сам штекер.
Снимаем со штекера покрытие из резины
Следующий этап – припайка шнура зарядного к штекеру.
Припаянный шнур к штекеру
Проверяем работоспособность зарядного устройства. Если все в норме, изолируем проводники, и надеваем на штекер термоусадочную трубку. Зарядное устройство готово к эксплуатации.
Термоусадочная трубка на штекере
Мы рассмотрели случай нарушения контакта в месте присоединения шнура к штекеру. Возможно также другая причина. Рассмотрим еще один случай.
Вы разрезали провод, проверили наличие напряжения на выходе зарядного устройства, оно отсутствует. Разрезаем провод возле зарядного устройства, отступив от блока зарядного устройства 7-10 см. Зачищаем провод, который выходит из блока зарядного устройства и проверяем наличие напряжения на выходе. Наличие напряжения на выходе свидетельствует о том, что ЗУ исправно. Прозваниваем штекер по вышеуказанному способу. В данном случае нарушения контакта нет.
Прозвонка шнура зарядного показала, что один из проводников оборван. Визуально не видно повреждения. Оптимальный вариант – приобрести новый провод. Затем припаять его к штекеру и блоку зарядного устройства, соблюдая полярность.
Чтобы не ошибиться (особенно если провода имеют одинаковую цветовую маркировку) перед пайкой проводов соедините их и включите штекер зарядного устройства в телефон. Если зарядка пошла, соединяйте проводники пайкой. Заизолируйте провода в месте пайки и оденьте термоусадочную трубку (одевать ее необходимо на провод перед пайкой). Повреждение устранено.
Если провод целый, контактное соединение штекера не нарушено, то поврежден блок зарядного или оторван один из проводов внутри блока.
Раскрутите блок зарядного устройства и посмотрите на соединения проводников. Если все провода присоединены нормально, то поврежден сам блок ЗУ.
Если у вас поврежден блок зарядного, то, не обладая навыками в области электротехники, вы не сможете найти причину выхода его из строя, а тем более самостоятельно устранить ее. Ремонт зарядного устройства в специализированном сервисе будет стоить вам больше, чем новое зарядное устройство.
Источник