Блок питания для шуруповерта своими руками

Схема

Вот несложная схема блока, схема была нарисована на скорую руку, может позже уделю ей время и перерисую в более понятный вид. Картинка увеличивается по нажатию.

Прототипом взята схема из советских времен и усовершенствована с помощью советов обитателей форума «Радиокот». По сути это схема электронного трансформатора с «лишними» для китайских производителей деталями. Добавлен узел обратной связи по напряжению, он выделен красным. В идеале эта часть схемы не задействована, но это в процессе наладки.

Транзисторы взяты SBW13009

с запасом, это повышает надежность блока в целом. Схема обладает весьма полезным свойством: благодаря резисторам в эмиттерных цепях, блок во время холодных пусков, когда токи значительно превышают номинальные — повышает частоту преобразования. Благодаря этому импульсы больших токов ему не страшны. Запуск выполнен на VS1 и блокируется диодом VD5, когда устройство выходит на автогенераторный режим. В процессе опытов с блоком было решено отказаться от узла защиты, которая блокирует запуск при перегрузке — с шуруповертом она будет только мешать.

По совету «радиокотов» был введен снаббер C5R3, он снижает обший уровень помех от блока, уменьшает потери на коммутацию транзисторов и предотвращает появление сквозных токов. Выпрямление во вторичной цепи происходит по схеме со средней точкой, благодаря такому решению количество диодов уменьшено до 2 (диодная сборка) и уменьшены потери на тепло. Так же, для уменьшения потерь взята сборка из диодов Шоттки.

В отличие от электронного трансформатора (ЭТ) в схеме реализованы две обратные связи, по току и по напряжению. Благодаря этому блок запускается без нагрузки. Однако практика показывает, при работе вхолостую нагреваются силовые ключи, поэтому если удается добиться уверенного пуска шуруповерта без ОС по напряжению — C15 попросту не впаивается в схему.

Конденсаторный баян на выходе, вместо одного электролита необходим по причине тех же больших пусковых токов. Когда у меня стоял один конденсатор, его выводы плавились при определенном положении кнопки шурика. То есть выводы одного конденсатора не рассчитаны на такие токи, в принципе, как и сам одиночный конденсатор.

Резистор R8 выполняет две роли: первая — это не позволяет на холостом ходу развиться напряжению выше номинального, вторая — с отключенной ОС по напряжению дает пусковой ток во вторичной цепи и позволяет запуститься ШИМ-у шуруповерта.

Перемычка «П» используется в процессе наладки блока, при первом пуске и настройке вместо нее подключается лампа накаливания 100Вт, при испытании на шуруповерте просто замыкается перемычкой или предохранителем.

Подключение шуруповёрта к зарядному устройству

Последовательность действий:

Припаять или прицепить зажимами «крокодил» к клеммам зарядного устройства два провода.
Разобрать старый аккумулятор и вынуть из него севшие элементы.
Просверлить в корпусе аккумулятора отверстие для кабеля, продеть кабель в отверстие. Желательно уплотнить соединение изолентой или термоусадочной трубкой, чтобы провод не вырвался из корпуса.
Удалённые из аккумулятора элементы нарушат развесовку шуруповёрта — рука будет уставать. Чтобы восстановить баланс, в корпус следует поместить груз — это может быть плотное дерево или кусок резины.
Припаять кабель к клеммам бывшего аккумулятора, подключаемым к шуруповёрту.
Собрать корпус аккумулятора.
Остаётся испытать обновлённый инструмент в работе.

Монтаж готового блока питания в корпусе старого аккумулятора

Порядок действий:

Разобрать старый аккумулятор и вынуть из него неработающие элементы.
Установить блок питания в корпус аккумулятора. Подключить контакты высокого напряжения и клеммы низкого напряжения.
Собрать и закрыть корпус аккумулятора.
Установить аккумулятор в шуруповёрт.
Включить вилку блока питания в розетку и проверить обновлённый сетевой инструмент в работе.

Самодельный блок питания

Пошаговая инструкция:

Разобрать корпус старого аккумулятора, вынуть из него севшие батареи.
Установить элементы электрической схемы блока питания на монтажную плату, припаять контакты.
Установить собранную плату в корпус. Проверить тестером наличие напряжения на выходе.
Подключить провода низкого напряжения к клеммам старого аккумулятора. Собрать корпус.
Подключить шуруповёрт к электрической сети и проверить его работу.

Подключение к внешнему блоку питания

Что делать:

Разобрать шуруповёрт и найти внутри провода питания мотора. Установить в корпус разъём для источника питания и припаять провода к разъёму. Закрепить провода термоклеем.
Подобрать подходящий блок питания, например, от ноутбука. Подобрать к нему переходник для разъёма низкого напряжения.
Подключить шуруповёрт к новому блоку питания и проверить его работу.

Подключение к блоку питания от компьютера

Инструкция:

Найти или купить блок питания от компьютера, мощностью не менее 300 Вт.
Разобрать корпус шуруповёрта. Найти внутри провода питания двигателя. Припаять к проводам разъёмы для компьютерного блока питания.
Вывести из корпуса разъёмы для подключения компьютерного блока питания.
Подключить шуруповёрт к новому блоку питания.
Включить блок питания в сеть и проверить работу прибора.

Сборка рабочей конструкции

Для удобства пользования и подключения, я вывел шнур от блока питания в корпус батареи. Шнур взял 3,5 метра
длинной, какой был в наличии. Из батареи удалил все аккумуляторные элементы и вмонтировал LC-фильтр. Теперь,
если у меня появится каким-то образом исправная батарея — ее всегда можно будет поставить на шуруповерт, а блок
питания убрать про запас. Аккумуляторы из батареи не выбросил, есть идея где их применить, но это тема для
другого обзора.

Так как шнур, соединяющий блок с шуруповертом, обладает определенным сопротивлением и индуктивностью, можно
попробовать замкнуть перемычкой выводы катушки L1. Теоретически, это может повысить мощность на мизерное
значение.

Со шнуром шуруповерт себя отлично чувствует, но если честно, мне он показался несколько слабоватым при торможении
рукой. Но пробные закручивания саморезов развеяли мои сомнения: саморезы длинной 35 мм спокойно закручиваются в фанеру
20 мм. Это означает, что шуруповерт будет удовлетворять большинство потребностей в ремонте.

У блока я отрезал все выходные провода, оставив зеленый стартовый, его конец я припаял к общему проводнику
платы, куда впаяны все черные. Лучше всего аккуратно выпаять все провода, но мой паяльник был слишком слабый
для этого и пришлось обрезать. К общему контакту и +12 (куда впаяны желтые) припаял два коротких, жестких
медных провода и соединил через клемник со шнуром к шурику.

На этом мы закончим данный обзор, желаемого мы добились — шуруповерт отлично работает от компьютерного блока
питания. В дальнейшем планирую сделать для платы блока питания добротный фанерный корпус без щелей —
тесты показали, радиаторы на плате совсем не греются и можно не беспокоиться о перегреве элементов в закрытом
корпусе.

Подключение

Устанавливать параллельно моторчику конденсатор емкостью несколько десятков тысяч микрофарад, как советуют некоторые мастера, не следует. Во-первых, при пусковом токе около 20 А от него будет мало прока. Во-вторых, он затруднит запуск блока питания. Если же при постепенном нажатии на пусковую кнопку патрон разгоняется и вращается нормально, а после резкого старта шуруповерта происходит остановка двигателя, значит, срабатывает защита БП по току. Удалять из устройства ее не следует, нужно только повысить порог отключения. Как это сделать на практике, зависит от конструкции вашего БП. Теоретически нужно ослабить на ее входе сигнал, пропорциональный выходному току.

Чтобы не разбирать шуруповерт и не паять провода к клеммам мотора, для подключения БП можно использовать негодную батарею.

Разберите корпус неисправной батареи. Для этого при помощи крестовой отвертки или звездочки выверните саморезы из днища и снимите его;
Удалите из корпуса аккумуляторы;
В днище сделайте отверстие для проводов;
Вставьте в него провода;
Зачистите их концы, облудите и, соблюдая полярность, припаяйте к контактам на торце корпуса;
Провода в отверстии зафиксируйте при помощи клеящего пистолета. А если у вас его нет, то намотайте на них несколько витков изоленты со стороны корпуса и вытяните провода так, чтобы днище делило намотку пополам;
Соберите корпус, поставив днище на место, и вверните на место саморезы;
Установка доработанного корпуса в рукоять шуруповерта закончена. Теперь вставьте вилку сетевого шнура в розетку 220В. Включите клавишу выключателя БП и, нажав на пусковую кнопку «Шурика», проверьте, все ли вы правильно сделали.

Различные варианты выносных блоков питания

Блок питания выносного типа для шуруповерта можно изготовить из следующих устройств:

из компьютерного БП;
используя блок питания от ноутбука;
из зарядки автомобильного аккумулятора;
из инверторного сварочного аппарата.

Выносной источник питания из БП от компьютера или от ноутбука

В данном случае, чтобы сделать блок питания для шуруповерта, понадобится БП от компьютера «АТ» формата мощностью 300-350 Вт. Сила тока на его выходе напряжением 12 V будет составлять около 16 А, чего вполне хватит для работы электроинструменту средней мощности. Деталь можно снять со старого системного агрегата или приобрести, например, в компьютерном магазине. При этом она уже оснащена кнопкой включения, охлаждающим вентилятором, а также защитой от перегрузок.

Основные рабочие характеристики компьютерного БП содержатся на табличке его корпуса.

Работу по приспосабливанию устройства для работы совместно с шуруповертом выполняют в такой последовательности:

разбирают корпус компьютерного БП;
убирают защиту от включения, соединив для этой цели зеленый проводок с любым из черных, входящих в состав данного разъема;
затем от разъема MOLEX отрезают провода, которые не нужны: оставляют только желтый (+12 V) с черным (земля) проводки;

припаивают к желтому и черному проводам один конец шнура;
разбирают шуруповерт;

подсоединяют к его соответствующим клеммам второй конец провода от БП;

в обратном порядке собирают инструмент.

В итоге получится оборудование примерно как на фотографии ниже.

Использование зарядного устройства от ноутбука в качестве источника питания для эксплуатируемого инструмента – это очень простой вариант. При этом особые переделки не потребуются. Подойдет зарядка с выходным напряжением от 12 до 19 V.

Доработку устройства выполняют так:

от выходного шнура зарядки срезают кусачками разъем;
оголяют концы проводов;
разбирают шуруповерт;
припаивают проводки зарядки к соответствующим контактам инструмента;
собирают электроинструмент;
проверяют его работоспособность.

Можно также подключить шнур к шуруповерту через аккумулятор. Из него предварительно вытаскивают батареи, а в корпусе делают отверстия под питающий кабель.

Концы шнура присоединяют к аккумуляторным клеммам.

Переделывание зарядки автомобильного аккумулятора и инверторного сварочного аппарата

Переделка зарядного устройства от автомобильных аккумуляторных батарей в зарядку для шуруповерта выполняется сходным способом с модернизацией ИП от ноутбука. На авторынке понадобится приобрести не импульсный блок питания, а прибор аналогового типа (если дома нет старого, который не используется) с возможностью ручного регулирования силы тока и напряжения на выходе при зарядке батарей. Стоит такое устройство недорого. Внешний вид его представлен на фотографии ниже.

Алгоритм переделывания следующий:

подбирают 2 многожильных проводка нужного сечения;
к одному концу каждого из них приделывают специальные контактные зажимы («крокодилы»), а с оставшихся снимают 2-3 см изоляции;

сгибают зачищенные концы в виде крючка;

разбирают шуруповерт;

к его контактным клеммам подсоединят согнутые концы, припаивая их с помощью паяльника либо стягивая пластиковыми хомутами (стяжками);

хорошо изолируют электрические соединения, чтобы не было короткого замыкания;

выполняют сборку электроинструмента, обязательно проверяя его работоспособность после.

Чтобы правильно подключать переделанный инструмент к зарядке, «крокодилы» отмечают любым приемлемым способом, например, определенным цветом или надписями («+», «-»).

Создание внешнего источника питания из инверторного сварочного аппарата – это более сложная, по сравнению с рассмотренными выше способами переделки, операция. Из-за несоответствия выходных токов агрегата нужной величине понадобится изменять конструкцию оборудования. Для этого нужно проводить сопутствующие расчеты. Здесь без хороших познаний в электротехнике не обойтись.

Схема сетевого шуруповерта принципиально ничем не отличается от его аккумуляторного аналога. По этой причине переделка самого электроинструмента состоит в аккуратном подсоединении его к внешнему источнику питания либо в модернизации накопителя. Кроме рассмотренных вариантов, существует еще много других способов переделать шуруповерт на работу от сети. С этой целью используют даже детали от старых ламповых телевизоров. Но во всех случаях следует помнить о безопасности — самым простым вариантом будет использование предохранителей.

Устройство шуруповерта

Этот механизм состоит из следующих частей:

Электродвигатель постоянного тока. Имеет форму цилиндра, в корпусе вместо обмотки возбуждения находятся постоянные магниты. Это упрощает конструкцию и обеспечивает достаточный крутящий момент при низких оборотах. На вал электромотора надета ведущая (солнечная) шестерёнка планетарного редуктора;
Реверсивный регулятор числа оборотов. Схема регулировки собрана на ШИМ-контроллере и полевовом транзисторе. Реверс осуществляется переключением полярности подключения питания к щёткам двигателя;
Планетарный редуктор. Выполнен в отдельном корпусе. Своё название получил из-за сходства с Солнечной системой. Состоит из кольцевой шестерни, центральной (солнечной) шестерёнки, сателлитов и водила. Кольцевая шестерёнка передаёт усилие через подпружиненные шарики регулятора нагрузки. Есть модели с двухскоростными редукторами. Повышенная скорость включается при использовании устройства в качестве дрели;
Механизм ограничения усилия вращения. Служит для ограничения усилия при закручивании шурупов. Передаёт вращающий момент через шарики, прижимаемые регулируемой пружиной;
Съёмный аккумулятор. Состоит из отдельных элементов в одном корпусе. Напряжение в разных моделях составляет от 9 до 18 вольт.

Способы восстановления работоспособности шуруповерта

В случае выхода аккумуляторов из рабочего состояния необходимо искать пути решения проблемы. Возможные пути следующие:

приобрести новые аккумуляторные блоки. Часто цена на подобные изделия не намного меньше, чем та, которую придется заплатить за покупку нового инструмента. Поэтому покупают для дорогого профессионального шуруповерта;
купить сами аккумуляторы. Разобрать аккумуляторный блок и спаять его заново. Вариант немного дешевле предыдущего, но помогает восстановить работоспособность;
переделка аккумуляторного шуруповерта на сетевой. Обычно затраты невысоки. Проблема в покупке новых накопителей электричества отпадает навсегда.

Типовая схема блока питания для шуруповерта

БП состоит из трансформатора питания, конденсатора и выпрямителя. Представленная схема питания шуруповерта от сети с номинальным напряжением 220В рассчитана на 12-ти вольтовые приборы.

Пример схемы

Трансформаторы в типовой схеме подбираются мощностью от 300 Вт. Вторая обмотка имеет напряжение, варьирующееся в районе 20-24В. Сила тока не должна быть менее 15А. Диодные мосты также зависят от напряжения тока II обмотки. Конденсатор, находящийся на выходе, должен иметь емкость не менее 470 мкФ, а входящее напряжение не менее 25В. Элементы устанавливают в плату, плотно закрепленную в корпусе нужного размера. После этого шуруповерт подключают к электрической сети напряжением 220В и проверяют мультиметром на соблюдение всех параметров.

Что нужно для переделки

Для переделки шуруповерта необходимо кратко ознакомиться с электрической схемой инструмента. Инструмент приводится в движение электродвигателем. В зависимости от мощности и класса инструмента напряжение может быть 12, 14, 18 вольт. Электродвигатель получает питание от батареи аккумуляторов соответствующего напряжения.

Двигатель передает крутящий момент на патрон через механический редуктор. Обороты двигателя изменяются как шестеренчатой системой редуктора, так и при помощи реверсивного электронного регулятора оборотов, совмещенного с кнопкой включения.

Устройство шуруповерта:

Аккумуляторная батарея.
Регулятор оборотов.
Кнопка включения.
Электродвигатель.
Редуктор.
Патрон.

Мнение эксперта Алексей Бартош

Специалист по ремонту, обслуживанию электрооборудования и промышленной электроники.

Задать вопрос

Важно! Основная сложность переделки шуруповерта на работу от сети 220 вольт заключается в том, что ему требуется большая мощность. Никель-кадмиевые или литиевые аккумуляторы выдают ее без проблем

Но требуемую мощность выдать сможет не каждый блок питания.

Какой мощности нужен блок питания и сколько потребляет шуруповерт от блока питания?

Рассчитать требуемую мощность блока питания не составит труда — нужно умножить ток, потребляемый электродвигателем инструмента, на напряжение. К примеру, инструмент получает питание от аккумуляторной батареи, напряжение которой составляет 12 вольт. Ток, который нужен электродвигателю для работы, составляет 10 ампер. Получаем 120 ватт. Но это минимальное значение.

Для обеспечения нормальной работы при нагрузках, к примеру, при заворачивании шурупа в твердое дерево, мощность БП должна выбираться с запасом в 30-40%. Иначе шуруповерт не сможет нормально работать под нагрузкой или блок питания выйдет из строя.

Сила тока в зависимости от модели может составлять 7-10 А для бытовых шуруповертов и 30-40 А для профессиональных моделей. Напряжение аккумуляторной батареи может составлять 12 В, 14 В, 18 В в зависимости от конкретной модели.

Требуемые параметры напряжения, мощности и емкость аккумуляторной батареи обычно указаны на этикетке самого инструмента или в технической документации к нему.

Если рабочее напряжение инструмента составляет 12 В, количество вариантов выбора источника питания увеличивается, к примеру, можно подключить его к компьютерному блоку питания. Приобрести старый мощностью 300 Вт за небольшую цену вполне возможно. К тому же выдаваемой мощности хватит с запасом. К преимуществам этого варианта следует отнести: простоту переделки, а также то, что блок питания от компьютера мощностью от 300 Вт сравнительно легко найти.

Параметры блока указаны на наклейке, что находится на стенке. К примеру, там указано, что на вход приходит напряжение 220 v, на выход 12 v подается ток силой в 25 А. Получаем мощность в 300 Вт.

При желании в качестве источника питания на напряжение 12 В от сети можно использовать:

светодиодный драйвер;
электронный трансформатор для питания галогенных ламп низкого напряжения;
зарядное устройство автомобильного аккумулятора.

Если инструмент рассчитан на питание другим напряжением, скажем, на 14 В или на 18 В, вариантов выбора блока питания немного. Для инструмента, работающего от напряжения 14 В и имеющего максимальный ток до 25А, в продаже имеется универсальный блок питания АИДА БШ 14 ПРО. Также имеется блок питания на 18 В, рассчитанный на ток до 20 А, АИДА БШ-18 ПРО.

Можно сделать своими руками блок питания на требуемое напряжение. Но для этого необходимы определенные знания по электронике. Схему такого БП можно посмотреть здесь. Есть схемы блоков питания, которые могут монтироваться вместо аккумуляторных батарей.

При подключении питания от зарядного устройства к шуруповерту необходимо использовать провод сечением больше 2,5 мм². Иначе провод будет сильно нагреваться, что может привести к расплавлению изоляции и короткому замыканию.

Также от длины провода зависит уровень потерь напряжения. Чем длиннее провод, тем, соответственно, больше потери. Если неправильно выбрать длину провода, может оказаться, что шуруповерт «не тянет», им нельзя закрутить шуруп в твердую древесину и т. п.

Еще на потери напряжения влияет качество соединения проводов. Провода, соединенные скруткой, будут иметь большое переходное сопротивление, которое значительно скажется на потерях напряжения.

Мнение эксперта

Алексей Бартош

Специалист по ремонту, обслуживанию электрооборудования и промышленной электроники.

Задать вопрос

Важно! Нельзя подключать шуруповерт к источнику питания проводом, имеющим малую площадь сечения. Это грозит выходом из строя самого инструмента и пожаром

Сетевой блок питания для шуруповерта в корпусе от аккумулятора

Если ваш инструмент не слишком мощный – можно разместить блок питания в ручке или корпусе от испорченных аккумуляторов.

Встраиваем готовый блок питания. Для этого надо приобрести готовый блок с подходящими характеристиками и габаритами. На радиорынках такого добра достаточно. Берете с собой корпус, и отправляетесь на примерку. Когда искомый источник питания куплен – аккуратно отделяем его от корпуса.

Размещаем в коробке от аккумуляторных батарей шуруповерта. Все компоненты должны быть надежно закреплены. При необходимости удлиняем провода, соединяющие плату управления и трансформатор. Если схема во время работы коснется металлических частей трансформатора – произойдет короткое замыкание.

Поскольку место в корпусе позволяет – разнесите плату и трансформатор для лучшего охлаждения. Какой бы качественный блок питания вы не выбрали – нагрузка будет высокая, и возможен перегрев.

Не лишним будет закрепить на силовых управляющих микросхемах дополнительные радиаторы. Поработайте шуруповертом продолжительное время, отключите его от сети и потрогайте радиодетали на плате управления.

Вы сами поймете, какие элементы нуждаются в отводе тепла. В корпусе можно проделать отверстия для циркуляции воздуха.

Переделка блока питания своими руками не отнимет много времени, а стоимость приобретенного модуля несравнима с восстановлением работоспособности аккумулятора.

Самодельная схема питания. Если вы с паяльником на «ты» – этот материал пригодится в качестве инструкции. Схема реализована на доноре, в виде балласта к галогеновому прожектору мощностью 150W. Добавленные компоненты указаны на схеме цветными вставками.

Добавлен выходной трансформатор от старого блока питания компьютера, оттуда же взяты диоды Шоттки. Средняя точка вторичной обмотки находится между парой по 12 витков каждая. Поскольку данная схема не запускается без нагрузки – на выходе постоянно включена лампа накаливания мощностью 15W. Заодно реализована схема подсветки.

Блок питания легко уместился в корпусе аккумулятора.

Конструкция получилась настолько удачной и недорогой – что появилась идея поставить производство на поток. При обилии дешевых китайских шуруповертов спрос будет обеспечен.

В заключение смотрите видео переделки шуруповерта на сетевой с подборкой к нему блока питания.

Этот инструмент используется для завинчивания или выкручивания шурупов и других крепёжных деталей. Он также может применяться для просверливания отверстий. Шуруповерт имеет высокую степень автономности потому, что работает от аккумулятора. Однако такие элементы питания рано или поздно перестают работать. В этом случае нужно решить: менять аккумуляторную батарею или покупать новый инструмент. Существует ещё один выход — переделать инструмент так, чтобы он мог получать питание от сети 220в. Шуруповерт от сети даст возможность не заботиться о перезарядке аккумуляторов.

Как переделать аккумуляторный шуруповёрт для работы от сети 220 Вольт

Мастера придумали несколько способов, чтобы переделать шуруповёрт для работы от электрической сети. Все они заключаются в том, чтобы предоставить мотору требуемое напряжение питания с помощью промежуточного источника или преобразователя.

Таблица: варианты источников питания для сетевого шуруповёрта

Источник питания	Достоинства	Недостатки
Комплектное зарядное устройство шуруповёрта.	Несложная переделка. Используется существующее зарядное устройство. Не требуется подбирать напряжение блока питания. Не требуется вмешательство в электрическую схему шуруповёрта.	Зарядное устройство занимает место на столе.
Готовый блок питания, помещённый в корпус старого аккумулятора.	Несложная переделка. Красивое инженерное решение — из шуруповёрта выходит только сетевой шнур. Нет потерь в кабеле с низким напряжением. Не требуется вмешательство в электрическую схему шуруповёрта.	Поиск готового компактного блока питания на требуемое напряжение. Блок питания греется в закрытом корпусе, надо делать перерывы в работе.
Самодельный блок питания, помещённый в корпус старого аккумулятора.	Красивое инженерное решение — из шуруповёрта выходит только сетевой шнур. Нет потерь в кабеле с низким напряжением. Не требуется вмешательство в электрическую схему шуруповёрта.	Требуется подобрать схему и найти радиодетали. Мастер должен иметь опыт пайки, сборки и отладки электрических схем.
Внешний блок питания	Несложная переделка.	Требуется разбирать шуруповёрт и подключаться к его схеме. Блок питания занимает место на столе. Нужно найти походящий блок питания.
Блок питания от компьютера	Несложная переделка. Компьютерный блок питания легко найти. Подойдёт любой блок питания от 300 Вт.	Требуется разбирать шуруповёрт и подключаться к его схеме. Блок питания занимает много места на столе.