Адаптер змінного струму для акумуляторного шуруповерта
Знайомий попросив зібрати зовнішній блок живлення для шурупоповёрта. Разом з шуруповертом (рис.1) приніс трансформатор харчування від старого радянського вижигателя-гравера «Орнамент-1» (рис.2) - подивитися, чи не можна його використовувати?
Спочатку, звичайно, розібрали акумуляторний відсік, подивилися на «банки» (рис.3 і рис.4). Перевірили зарядним пристроєм на працездатність кожну «банку» кількома циклами заряду-розряду - з 10 штук тільки 1 хороша і 3 більш-менш нормальні, а інші зовсім «здохли». Значить, точно доведеться робити зовнішній блок живлення.
Щоб збирати блок живлення, треба знати який струм споживає шуруповерт при роботі. Підключивши його до лабораторного джерела, дізнаємося, що двигун починає обертатися при 3,5 В, а при 5-6 В з'являється пристойна потужність на валу. Якщо натиснути пускову кнопку при подачі на нього 12 В, спрацьовує захист у блоку живлення - значить, струм споживання перевищує 4 А (захист налаштована на це значення). Якщо шуруповерт запустити на низькій напрузі, а потім його підвищити до 12 В - працює нормально, струм споживання близько 2 А, але в той момент, коли Вкручувальний шуруп входить наполовину в дошку, захист у блоку живлення знову спрацьовує.
Перший імпульс зліва - пусковий при включенні. Видно, що максимальне значення досягає 1,8 В і це говорить про перебіг струмі 18 А (I = U / R). Потім, під час набору двигуном оборотів, ток падає до 2 А. В середині другої секунди головка шуруповерта затискається рукою до спрацьовування «трещотки» - ток в цей час зростає приблизно до 17 А, потім падає до 10-11 А. В кінці 3 їй секунди пускова кнопка відпущена. Виходить, що для роботи саморезоверта потрібно блок живлення з можливістю віддавати потужність 200 Вт і струм до 20 А. Але, з огляду на, що на акумуляторному відсіку написано, що він на 1,3 А / ч (рис.7), то, швидше за все , все не так погано, як здається на перший погляд.
Розкриваємо блок живлення вижигателя, міряємо вихідні напруги. Максимальна - близько 8,2 В. Мало, звичайно. З огляду на падіння напруги на діодах випрямляча, вихідна напруга на конденсаторі, що фільтрує буде близько 10-11 В. Але діватися нікуди, пробуємо зібрати схему по малюнку 8. Діоди використані марки КД2998В (Imax = 30 А, Umax = 25 В). Кріплення діодів VD1-VD4 виконано навісним монтажем на пелюстках контактних гнізд вижигателя (рис.9 і рис.10). Як конденсатора великої ємності використано паралельне включення 19-ти штук меншою ємності. Вся «батарея» обмотана малярським скотчем і конденсатори підібрані таких розмірів, щоб вся зв'язка з легким зусиллям входила в акумуляторний відсік саморезоверта (рис.11 і рис.12).
У Вижигатели дуже незручно стоїть запобіжна колодка, тому вона була прибрана, а запобіжник підпаяні «безпосередньо» між одним з проводів 220 В і висновком Помехоподавляющие конденсатора С1 (рис.13). При закриванні корпусу шнур туго обжимается прохідним гумовим кільцем і це не дозволяє проводу бовтається всередині при згинанні його зовні.
Перевірка працездатності шурупововёрта показала, що все працює нормально, трансформатор після півгодинного свердління і закручування саморізів нагрівається приблизно до 50 градусів за Цельсієм, діоди нагріваються до такої ж температури і в радіаторах не потребують. Шуруповерт з таким блоком живлення має меншу потужність в порівнянні з живленням його від автомобільного акумулятора, але це зрозуміло - напруга на конденсаторах не перевищує 10,1 В, а під час збільшення навантаження на валу ще додатково зменшується. До речі, пристойно «губиться» на живильному проводі довжиною близько 2 метрів, навіть застосовуючи його перетином 1,77 кв.мм. Для перевірки падіння на дроті була зібрана схема по малюнку 14. в ній контролювалося напруга на конденсаторах і напруга падіння на одному провіднику живильного проводу. Результати у вигляді графіків при різних навантаженнях показані на малюнку 15. Тут в лівому каналі - напруга на конденсаторах, в правому - падіння на «мінусовому» дроті, що йде від випрямного моста до конденсаторів. Видно, що під час зупинки головки саморезоверта рукою, напруга живлення просаживается до рівнів нижче 5 В. На шнурі живлення при цьому падає приблизно 2,5 В (2 рази по 1,25 В), струм носить імпульсний характер і пов'язаний з роботою випрямного моста (рис.16). Заміна кабелю живлення на інший, з перетином близько 3 кв.мм привела до підвищення нагріву діодів і трансформатора, тому повернули назад старий провід.
Подивилися струм в ланцюзі між конденсаторами і самим шуруповертом, зібравши схему по малюнку 17. Одержаний графік - на малюнку 18. «кошлатість» - це пульсації 100 Гц (то ж, що і на попередніх двох малюнках). Видно, що пусковий імпульс перевищує значення 20 А - швидше за все, це пов'язано з меншим внутрішнім опором джерела живлення за рахунок використання паралельного включення конденсаторів.
В кінці вимірів подивилися ток через діодний міст, включивши між ним і одним з висновків вторинної обмотки резистор 0,1 Ом. Графік на рис.19 показує, що при гальмуванні двигуна струм досягає значення 20 А. На рис.20 - розтягнутий за часом ділянку з максимальними струмами.
В результаті, поки вирішили попрацювати з шуруповертом з описаним блоком живлення, якщо ж буде "не вистачати потужності", то доведеться шукати більш потужний трансформатор і ставити діоди на радіатори або міняти на інші.
І, звичайно ж, не варто сприймати цей текст як догму - абсолютно немає ніяких перешкод для виготовлення БП з якоїсь іншої схемою. Наприклад, трансформатор можна замінити на ТС-180, ТСА-270, або можна спробувати живити шуруповерт від комп'ютерного імпульсного БП, але, швидше за все, знадобиться перевірка можливості віддачі ланцюга +12 В струму 25-30 А.
Андрій Гольцов, м Іскітім