Как зарядить аккумулятор шуруповерта без зарядного устройства

Аккумуляторные шуруповерты позволяют свободно перемещаться в процессе ремонта и проводить работы без постоянного доступа к розетке. Но при потере или поломке оригинального зарядного устройства у владельца возникнет проблема, как зарядить аккумулятор шуруповерта другим источником питания.

Чтобы не навредить батарее, нужно подбирать альтернативу с учетом напряжения и емкости аккумулятора.

Устройство аккумулятора шуруповерта

Аккумуляторы состоят из нескольких деталей:

1. Питающие элементы (банки). Они размещены внутри корпуса и последовательно соединены между собой. Накопитель шуруповерта состоит из 10 элементов. Внутри каждого из них расположены положительный и отрицательный электроды, электролит и контакты, соединяющие элемент с другими банками. Сервисные контакты выравнивают заряды во всех элементах. При поломке отдельных питающих единиц можно поменять весь аккумуляторный блок (АКБ) или разобрать батарею и заменить поврежденные банки.
2. Термистор. Он выполняет функции датчика, который предупреждает перегрев накопителя. При повышении температуры системы до +50…+60°С термоэлемент снижает или отключает ток, ограничивая дальнейшее выделение тепла. Принцип работы термистора основан на свойствах материала: при повышении температуры аккумулятора снижается сопротивление резистора, что создает альтернативный путь для тока. Номинальное сопротивление термистора непосредственно влияет на продолжительность непрерывной работы инструмента.
3. Корпус с подведенными к нему контактами. На коробке АКБ располагаются основные силовые контакты, которые предназначены для зарядки и питания электроприбора. Изнутри к ним подведены провода от свободных клемм накопительных элементов.

По типу пластин внутри питающих элементов батареи шуруповертов классифицируются на:

• никель-кадмиевые (Ni-Cd);
• металлогидридные (Ni-MH);
• литий-ионные (Li-ion).

Ni-MH и Ni-Cd аккумуляторы имеют выходное напряжение 1,2 В, а Li-ion — 3,5-3,7 В. Суммарное выходное напряжение накопителя соответствует сумме параметров банок.

Кадмиевые накопители имеют склонность к саморазряду, небольшую емкость и короткий срок эксплуатации. При неполном разряде в них возникает «эффект памяти», который снижает рабочую емкость батареи. Металлогидридные накопители имеют менее выраженный эффект памяти и более длительный срок использования, но более чувствительны к низким температурам, чем никель-кадмиевые.

Литий-ионные накопители служат дольше других АКБ, имеют минимальную склонность к саморазряду и не теряют емкость при неполном разряде. Минусом является чувствительность к перегреву. В литий-ионные аккумуляторы встроена управляющая плата, которая контролирует процесс заряда и разряда накопителя.

Общие правила зарядки

При зарядке батареи строительного инструмента нужно соблюдать следующие правила:

1. Заряжать АКБ следует в помещении при температуре +10…+40°С.
2. Для предупреждения перегрева во время накопления заряда можно время от времени отключать аккумулятор от сети (при наличии встроенного термистора данная мера не требуется).
3. Новые накопители не следует устанавливать на шуруповерт без предварительного заряда и проверки мультиметром.
4. Подзаряжать аккумулятор нужно сразу после того, как он сел: при саморазряде напряжение может опуститься ниже критического уровня, в результате чего накопитель выйдет из строя.
5. Не следует оставлять АКБ подключенным к сети после восстановления заряда: рекомендуемый промежуток времени между окончанием процесса и отключением — не более 20-30 минут.

Продолжительность зарядки может составлять от 0,5 до 6-7 часов в зависимости от типа накопителя и степени разряда. При использовании импульсного зарядного устройства (ЗУ) она сокращается до 60-100 минут.

Нюансы зарядки аккумуляторов различных типов

Зарядка накопителей из различных материалов отличается следующими аспектами:

• номинальное напряжение, ток и продолжительность восстановления;
• необходимость цикла зарядов-разрядов;
• особенности хранения;
• возможность подзарядки при неполном разряде.

Параметры зарядки указываются в инструкции к инструменту и маркировке аккумулятора. Номинальное напряжение кратно вольтажу 1 питающего элемента и зависит от количества банок.

Цикл полного разряда и заряда необходим для восстановления номинальной емкости при проявлении «эффекта памяти». Повторить процедуру рекомендуется несколько раз.

Нестандартные методы зарядки аккумулятора шуруповерта

Чтобы запитать аккумуляторный блок без зарядного устройства производителя, можно использовать следующие устройства:

• зарядные модули для автомобиля;
• самодельный источник питания;
• универсальное ЗУ;
• внешние источники питания.

При выборе ЗУ нужно учитывать зарядные параметры АКБ.

Использование зарядного модуля для автомобильного аккумулятора

Номинальный ток и напряжение автомобильных ЗУ существенно выше, чем необходимо для строительного инструмента. Для зарядки накопителя шуруповерта можно использовать только устройства с регулируемыми параметрами заряда.

Если отрегулировать ток нельзя, а подзарядка требуется срочно, то можно включить в схему дополнительное сопротивление (лампу, резистор и др.). Для расчета сопротивления необходимо поделить напряжение в схеме на силу тока, а затем отнять собственное сопротивление ЗУ.

При восстановлении АКБ после глубокого разряда стоит использовать импульсные ЗУ с регулировкой параметров.

Изготовление самодельного заряжающего блока

Самодельный блок можно спаять на основе блока питания «родного» ЗУ или устройства со схожими параметрами заряда (например, блока питания ноутбука). Зарядный блок состоит из следующих элементов:

• транзисторов;
• плавкого предохранителя;
• конденсаторного фильтра;
• электромагнитного реле;
• светодиодов для выпрямителя и индикации;
• микросхемы (например, HCF4060BE, CD4060);
• стабилитрона 12 В.

Для защиты от перегрева можно добавить в схему датчик в виде термопары, а для охлаждения схемы ЗУ — небольшой радиатор.

Оборудование батареи USB-разъемом

Наличие USB-разъема облегчает процесс поиска ЗУ. Разъем монтируется в корпус через предохранитель, контакты припаиваются с соблюдением полярности. Контакты изолируются с помощью термоусадочных трубок или изоленты.

Зарядка через внешние источники электричества

Внешние источники питания применяются только для изношенных приборов, которые будут работать в течение ограниченного срока. В этом случае покупка универсальной или «родной» зарядки нецелесообразна.

Для получения энергии напрямую от сети можно использовать блок питания от компьютера или другого прибора с подходящими параметрами вольтажа и силы тока. Если он имеет подходящий размер, то его можно вставить в корпус батареи.

Проверка состояния аккумулятора мультиметром

Для определения степени заряда и функциональности аккумулятора можно использовать комплекс вольтметра и амперметра либо мультиметр. Проверка АКБ проводится в следующих состояниях:

• в свободном положении;
• в процессе зарядки;
• под нагрузкой.

Для диагностики накопителя необходимо:

1. Установить мультиметр в режим проверки постоянного напряжения.
2. Подсоединить щупы прибора к выходам блока аккумулятора, определить степень разряда.
3. Подключить ЗУ. Измерить напряжение в начале зарядки, через 30 и 120 минут. В первые полчаса напряжение изменяется на 0,5 В, в следующие 1,5 часа — еще на 0,5 В. В первый час наблюдается устойчивый рост силы тока, поэтому функцию батареи можно проверить и в режиме амперметра.
4. Проверить вольтаж АКБ в полностью заряженном состоянии. Если он отличается от номинального, нужно разобрать корпус для диагностики элементов.
5. Подвести щупы к выходам каждой банки. В разряженном состоянии их напряжение должно быть выше 1 В (для Ni-Cd, Ni-MH) и 2,2 В (для Li-ion), а заряженном — 1,2 В и 3 В соответственно. Вздутые, поврежденные и не держащие заряд элементы заменяются.
6. Для проверки банок под нагрузкой следует применять резистор (25 Вт, 10 Ом), а всего АКБ — спот-лампу (12 В) или фару автомобиля (35 В).

Зарядка кадмиевой батареи для проверки проводится после полного разряда. В противном случае результат будет иметь погрешность из-за эффекта памяти.

Рекомендации по хранению

Хранить аккумуляторы разряженными нельзя. Рекомендованная величина заряда при отправке на хранение зависит от типа АКБ:

• никель-кадмиевые накопители должны быть заряжены на 90-100%;
• никель-металлогидридные элементы склонны к сильному саморазряду, поэтому их нужно заряжать на 95-100%, а после длительного хранения — медленно восстанавливать низким током;
• литий-ионным устройствам достаточно 50% заряда.

После месяца хранения исправные Ni-Cd аккумуляторы теряют до 20% заряда, Ni-MH — до 30%, а Li-ion — до 8%.

Вне зависимости от типа батареи ее запрещено хранить подключенной к шуруповерту. Для хранения аккумулятора в ящике инструмента предназначено специальное гнездо.