Схема зарядки шуруповерта

6.03.2021 Шлифовальные машины

Зарядка шуруповерта

Поскольку стоимость аккумулятора шуруповерта довольно высока, а преждевременная его замена зачастую связана с неправильным зарядом следовательно нужна «правильная» зарядка. Предлагаю попробовать такое устройство:

От автора:
Недавно занялся созданием зарядки для блока Никад аккумуляторов (для шуруповерта). Штука получилась на удивление универсальной, поэтому подумалось что может быть послужит и еще кому кроме меня. Собственно схема состоит из относительно доступных деталей которых минимум, предназначена для заряда блока из 12 никель-кадмиевых элементов постоянным током в 0,6А (с паузами 0,1с между 2с импульсами тока — это и алгоритм выравнивания элементов который будет, содрано с зарядки метабо ). По ходу пьесы оказалось что ей все равно что именно заряжать и какое количество элементов в батарее, к примеру одиночные элементы она тоже успешно заряжает. Метод остановки заряда — по максимуму напряжения, второй метод — резервный — по спаду. В принципе и текущие методы работают отлично, но в ближайшее время добавлю еще метод с поиском максимума производной, он дает наиболее точное определение момента полного заряда. Зарядка работает по замкнутому циклу — когда нету батареи она в дежурном режиме, при установке чего либо с напряжением больше 1 вольта она начинает медленный заряд и через 40 секунд переходит к основному, как основной заканчивается загорается светодиод(во всех остальных режимах он моргает по разному). Еще одно — при установке батареи с напряжением больше 11 вольт в начале цикла включается разряд и разряжает ее до указанного напряжения (это наверно можно поправить, не у всех же батареи с 12ю элементами).
По схеме — трансформатор намотан на порошковом кольце желто-белого цвета внешним диаметром 2см от компьютерного блока питания , обе обмотки содержат по 55 витков провода 0,4, индуктивность для контроля — 200мкГн. Не указанные на схеме резисторы шунтов — все по 1ому, в общем можно заменить их на одиночные шунты 0,2 ома. Лампы которые используются для нагрузки при разряде — 12вольтовые галогенки G4, которые можно выбрать в зависимости от требуемого тока разряда — 20Вт

0,65А и тд. Ключ преобразователя выбран так чтобы было поменьше потерь тк коробочка для зарядки маленькая и без вентиляции, для более мощных ключей вроде IRFZ44N возрастут динамические потери (частота преобразования 80кГц) и возможно без радиатора в замкнутой коробке будет перегрев. В архиве — плата в лаеуте и прошивка. Фьюзы МК надо прошивать на работу от встроенного генератора 9,6МГц без делителя на 8, вочдог выключен.
ЗЫ вместе с дополнительным режимом обнаружения момента окончания зарядки еще добавлю два режима — выравнивания элементов в батарее (сразу после быстрого заряда) и режим поддержания заряда (пока не решил какой там должен быть ток и тп).

Обновил архив с прошивкой и печатной платой. На текущий момент все перечисленное работает, так что больше наверно изменений не будет .

Параметры:
Питание — 12-20 вольт/ 14W
КПД стабилизатора тока — >87%
Частота преобразования — 80кГц
Ток заряда :
начальный заряд — 400ма (непрерывный ток)
быстрая зарядка — 600ма ( импульсами 2с с паузой 0,1с)
выравнивающий заряд — средний 150ма (импульсы 300ма 4секунды/4секунды пауза)

Напряжение заряда 1-22В
Доразряд батареи — до 12В

Прекращение заряда
— максимум производной напряжения /основной
— максимум напряжения
— отрицательный перепад напряжения (резервный)
— таймер 3 часа ( резервный)
Разрешение по напряжению батареи — 0,33мВ (16бит)
Разрешение по току/шаг установки — 5,37ма

Алгоритм заряда таков — Зарядка начинается при подключении батареи с напряжением больше 1 вольта, первые полторы минуты аккумулятор заряжается током начального заряда, затем зарядка переходит в режим быстрого заряда. По окончании быстрого заряда зарядка переходит в режим выравнивания емкости элементов батареи, который медленно дозаряжает слабые элементы в течение 5минут, (после чего зарядка переходит в режим капельного дозаряда). Если быстрая зарядка была остановлена по таймеру то последние два режима пропускаются и зарядка переходит в режим ошибки, который сбрасывается удалением батареи, аналогично при удалении батареи в процессе заряда зарядка переходит в дежурный режим.

Если при установке батареи ее напряжение больше 12 вольт то производится доразряд до этого напряжения.

Схема зарядки шуруповерта

Поскольку стоимость аккумулятора шуруповерта довольно высока, а преждевременная его замена зачастую связана с неправильным зарядом следовательно нужна “правильная” зарядка. Предлагаю попробовать такое устройство:

От автора:
Недавно занялся созданием зарядки для блока Никад аккумуляторов (для шуруповерта). Штука получилась на удивление универсальной, поэтому подумалось что может быть послужит и еще кому кроме меня. Собственно схема состоит из относительно доступных деталей которых минимум, предназначена для заряда блока из 12 никель-кадмиевых элементов постоянным током в 0,6А (с паузами 0,1с между 2с импульсами тока – это и алгоритм выравнивания элементов который будет, содрано с зарядки метабо ). По ходу пьесы оказалось что ей все равно что именно заряжать и какое количество элементов в батарее, к примеру одиночные элементы она тоже успешно заряжает. Метод остановки заряда – по максимуму напряжения, второй метод – резервный – по спаду. В принципе и текущие методы работают отлично, но в ближайшее время добавлю еще метод с поиском максимума производной, он дает наиболее точное определение момента полного заряда. Зарядка работает по замкнутому циклу – когда нету батареи она в дежурном режиме, при установке чего либо с напряжением больше 1 вольта ?на начинает медленный заряд и через 40 секунд переходит к основному, как основной заканчивается загорается светодиод(во всех остальных режимах он моргает по разному). Еще одно – при установке батареи с напряжением больше 11 вольт в начале цикла включается разряд и разряжает ее до указанного напряжения (это наверно можно поправить, не у всех же батареи с 12ю элементами).
По схеме – трансформатор намотан на порошковом кольце желто-белого цвета внешним диаметром 2см от компьютерного блока питания , обе обмотки содержат по 55 витков провода 0,4, индуктивность для контроля – 200мкГн. Не указанные на схеме резисторы шунтов – все по 1ому, в общем можно заменить их на одиночные шунты 0,2 ома. Лампы которые используются для нагрузки при разряде – 12вольтовые галогенки G4, которые можно выбрать в зависимости от требуемого тока разряда – 20Вт

0,65А и тд. Ключ преобразователя выбран так чтобы было поменьше потерь тк коробочка для зарядки маленькая и без вентиляции, для более мощных ключей вроде IRFZ44N возрастут динамические потери (частота преобразования 80кГц) и возможно без радиатора в замкнутой коробке будет перегрев. В архиве – плата в лаеуте и прошивка. Фьюзы МК надо прошивать на работу от встроенного генератора 9,6МГц без делителя на 8, вочдог выключен.
ЗЫ вместе с дополнительным режимом обнаружения момента окончания зарядки еще добавлю два режима – выравнивания элементов в батарее (сразу после быстрого заряда) и режим поддержания заряда (пока не решил какой там должен быть ток и тп).

Параметры:
Питание – 12-20 вольт/ 14W
КПД стабилизатора тока – >87%
Частота преобразования – 80кГц
Ток заряда :
начальный заряд – 400ма (непрерывный ток)
быстрая зарядка – 600ма ( импульсами 2с с паузой 0,1с)
выравнивающий заряд – средний 150ма (импульсы 300ма 4секунды/4секунды пауза)

Напряжение заряда 1-22В
Доразряд батареи – до 12В

Прекращение заряда
– максимум производной напряжения /основной
– максимум напряжения
– отрицательный перепад напряжения (резервный)
– таймер 3 часа ( резервный)
Разрешение по напряжению батареи – 0,33мВ (16бит)
Разрешение по току/шаг установки – 5,37ма

Алгоритм заряда таков – Зарядка начинается при подключении батареи с напряжением больше 1 вольта, первые полторы минуты аккумулятор заряжается током начального заряда, затем зарядка переходит в режим быстрого заряда. По окончании быстрого заряда зарядка переходит в режим выравнивания емкости элементов батареи, который медленно дозаряжает слабые элементы в течение 5минут, (после чего зарядка переходит в режим капельного дозаряда). Если быстрая зарядка была остановлена по таймеру то последние два режима пропускаются и зарядка переходит в режим ошибки, который сбрасывается удалением батареи, аналогично при удалении батареи в процессе заряда зарядка переходит в дежурный режим.

Если при установке батареи ее напряжение больше 12 вольт то производится доразряд до этого напряжения.