|
Прошло уже 8 лет с тех пор, как я изготовил
сетевой блок питания для аккумуляторного шуруповерта.
Но инструмент жив и здоров до сих пор! Если бы я в 2013 году решил ничего
не делать, а купить новый шуруповерт, наверняка к 2021 году, а скорее всего
и ранее, его аккумуляторы тоже вышли бы из строя. Так что решение оказалось
правильным, схема и конструкция показали себя с самой лучшей стороны.
Справедливости ради замечу, что однажды все-таки пришлось заменить силовые
транзисторы. Это произошло, когда я в течение нескольких дней обдирал с его
помощью старую краску. Насадка неравномерно износилась, погода была жаркой,
да и двигатель уже изрядно потратил свой ресурс... В общем, все как в старом
советском анекдоте про японскую бензопилу, которой попытались перепилить рельс.
Но по прямому назначению после замены транзисторов шуруповерт исправно работает
до сих пор.
И вот возникла потребность дать вторую жизнь еще одному аккумуляторному
шуруповерту. Сложность в том, что он оказался на 18 вольт. При переделке
на сетевое питание шуруповерта на 12 вольт я использовал импульсный трансформатор
от компьютерного блока питания ATX. С его 5-и вольтовой обмотки без перемотки
удается получить напряжение около 11 вольт. Для шуруповерта на 18 вольт
это, конечно, мало. Если использовать обмотку трансформатора на 12 вольт,
получится около 25 вольт на выходе. А это уже слишком много. Логичным было
бы перемотать трансформатор, но это не такая простая задача, как может
показаться на первый взгляд. Предвижу, что многие радиолюбители подумали -
а что тут сложного. На это могу ответить, что невыполнимых работ нет. Если,
конечно, не обязан делать их сам.
В общем, я решил подумать, а нельзя ли как-нибудь упростить задачу. В
подавляющем большинстве современных компьютерных блоков питания ATX схема
соединения обмоток трансформатора такая.
Причем вторичные обмотки мотаются обычно в 2-3 провода. В некоторых моделях
есть еще экран из медной фольги между первичной и вторичными обмотками.
Средняя точка часто выполняется в виде "косички", а все остальные
выводы распаяны на штырьках на корпусе трансформатора.
Идея состоит в том, что ведь можно использовать обмотки не на 5 или 12, а на
7 вольт (12-5=7). Для этого нужно отпаять выводы 12-вольтовой обмотки от 5-
вольтовой и соединить их с "землей". На каких-то моделях это сделать
просто, на каких-то сложнее, а где-то может оказаться и невыполнимым. Должно
получиться вот так.
Особое внимание следует уделить надежной изоляции отпаянных выводов 5-и
вольтовой обмотки. Висящих в воздухе обмоток на трансформаторе не должно
быть. Общую точку 5-и вольтовых обмоток нужно соединить с минусовым проводом
выходного напряжения, а экран (при его наличии) - с минусом сетевого
выпрямителя.
Я использовал трансформатор от компьютерного блока питания ATX FSP 400 ватт.
Он как раз поместился в аккумуляторном отсеке шуруповерта. Средняя точка
у него распаяна на штырьки, косички нет. Понятно, что все-таки без перемотки
трансформатора 18 вольт не получить. А вот 14 вольт под нагрузкой получается.
Однако аккумуляторы емкостью 1,7 А-Ч под нагрузкой 10 и более ампер тоже
не дадут желаемые 18 вольт. Сколько они дадут, зависит от степени их заряда
и выработанного ресурса. В общем, практика показала, что 14 вольт достаточно
для включения в работу "трещетки" шуруповерта даже при максимальной
уставке.
Вот принципиальная схема сетевого блока питания 18-и вольтового шуруповерта.
Отличия схемы от варианта для 12-и вольтового шуруповерта следующие:
- Параллельно выпрямительным диодам установлены RC цепочки R8C10, R9C11 для
уменьшения амплитуды выбросов на фронтах импульсов.
- Увеличена емкость фильтрующего конденсатора C9 с 470 до 2200 мкф.
- Увеличен номинал резистора R4 с 8,2 до 12 КОм, при этом частота тактового
генератора понизилась с 90 примерно до 60 КГц.
- Увеличены емкости конденсаторов сетевого выпрямителя с 330 до 470 мкф.
- Наконец, для уменьшения броска тока в момент включения шуруповерта в сеть, в
схему добавлен термистор RK1 и реле K1.
Чертеж печатной платы показан на рисунке, вид со стороны печатных
проводников. При печати из Sprint Layout нужно ставить галочку «зеркально».
Однако аккумуляторный отсек каждой модели шуруповерта индивидуален, поэтому,
скорее всего, без доработки чертежа платы не обойтись.
Вот фотографии смонтированного сетевого блока питания шуруповерта.
В схеме максимально использованы детали от компьютерных блоков питания - это
выпрямительный мостик VD1, конденсаторы C1, C2, трансформатор T1, термистор
RK1 и диодная сборка VD4 из диодов Шоттки с допустимым током 40 A.
Транзисторы тоже можно использовать от блока питания, если в нем установлены
полевые транзисторы. Резистор R3 составлен из 4-х последовательно включенных
по 8,2 КОм, 2 Вт. Если использовать микросхему DD1 с индексом "D"
- IR2153D, диод VD5 можно не устанавливать.
Элементы в корпусах для поверхностного монтажа типоразмера 1206. DD1 в DIP
корпусе, обратите внимание на надежность изоляции на плате между выводами
5 и 6. Реле K1 с номинальным напряжением катушки 12 V и контактами на 250 V AC.
Особой необходимости в резисторе R7 и диоде VD6 нет. Они установлены, так,
на всякий случай... Резистор R10 понижает напряжение питания реле и
вентилятора до нормы - 12 вольт. Я использовал миниатюрный вентилятор
25x25x10 мм на 12 В с потребляемым током 0,07А. Без вентилятора, к
сожалению, не обойтись. Аккумуляторный отсек герметичен, монтаж в нем
довольно плотный, естественного отвода тепла от резисторов R3 и других
элементов недостаточно для обеспечения надежной работы схемы.
Термистор RK1 - NTC с сопротивлением 8 Ом. Можно использовать и с бОльшим
сопротивлением, т.к. после заряда конденсаторов, запуска схемы и появления
напряжения на выходе, он закорачивается контактами реле и в дальнейшем не
влияет на работу схемы.
Силовые транзисторы VT1, VT3 и диодная сборка VD4 монтируются на небольших
алюминиевых пластинках. Их габариты – по месту. В корпусе в месте установки
вентилятора и на противоположной стенке нужно просверлить отверстия для
доступа охлаждающего воздуха. Реле приклеено к плате, его соединение со
схемой осуществляется навесным монтажом.
Рекомендую ознакомиться с описанием моего первого варианта
сетевого блока питания шуруповерта на 12 вольт.
Там есть некоторые подробности, касающиеся особенностей схемы, которые я не стал повторять
здесь. Чертеж платы в Sprint Layout и схему в Splan можно скачать по ссылке
в конце этой странички.
© 2021г.
|
