Как зарядить li ion аккумулятор от шуруповерта

Чем можно зарядить?

Если нужного зарядного устройства нет, существуют три способа решения проблемы:

• использовать зарядное устройство автомобиля;
• купить стандартную универсальную зарядку;
• переделать электрический инструмент под питание от внешнего аккумулятора.

Если выбрано решение воспользоваться автомобильным зарядником, нужно учесть, что батареи шуруповертов имеют собственные характеристики, они отличны от автомобильных аккумуляторов из свинца. Подойти может только та зарядка, которая будет оборудована электроникой с регулировкой тока и напряжения. Здесь придется выбирать зарядный ток, ведь нужное значение может попросту не вписаться в диапазон работы. Это, в свою очередь, может заставить пользователя ограничивать ток посредством балластового сопротивления.

Универсальное устройство приобретают в том случае, если, помимо самого шуруповерта, в доме есть приборы, работающие от аккумуляторов. Достоинством таких приспособлений является масса настроек, посредством которых мастер может определиться с нужным режимом зарядки шуруповерта и подобрать правильный вариант для аккумулятора шуруповерта. Если имеющийся шуруповерт уже старый, покупка внешнего источника тока нецелесообразна и попросту затратна

Выбирая выпрямитель для автомобильных аккумуляторов, важно обращать внимание на полярность. Поэтому стоит держать под рукой тестер. Да и заряжать шуруповерт нужно под постоянным наблюдением

Да и заряжать шуруповерт нужно под постоянным наблюдением.

Как правильно заряжать литиевые аккумуляторы

Существует несколько схем зарядки литиевых аккумуляторов. Чаще используется двухэтапная  зарядка, разработанная компанией SONY. Не применяются устройства с применением импульсного заряда и ступенчатой зарядки, как для кислотных АКБ.

Зарядка любых разновидностей ионно-литиевых или литий-полимерных аккумуляторов требует строгое соблюдение напряжения. На одном элементе заряженного литиевого аккумулятора должно быть не больше 4,2 В. Номинальным напряжением для них считается 3,7 В.

Литиевые аккумуляторы можно ли заряжать быстро, не полностью? Да. Их всегда можно дозарядить. Работа батареи на 40-80 % емкости удлинняет АКБ срок годности.

Двухступенчатая схема зарядки батареи литиевых аккумуляторов

Принцип схемы CC/CV – постоянная сила зарядного тока/ постоянное напряжение. Как зарядить по этой схеме литиевый аккумулятор?

На схеме до 1 этапа зарядки изображен предэтап, для восстановления глубоко севшего литиевого аккумулятора, с напряжением на клеммах не менее 2,0 В. Первый этап должен восстановить 70-80 % емкости. Ток зарядки выбирают 0,2-0,5 С. Ускоренно заряжать можно, током 0,5-1,0 С. (С – емкость литиевых аккумуляторов, цифровое значение). Каким должно быть напряжение зарядки на первом этапе? Стабильным, 5 В. Когда достигнуто напряжение на клеммах аккумулятора 4,2 – это сигнал перехода на второй этап.

Теперь ЗУ поддерживает стабильное напряжение на клеммах, а зарядный ток по мере поднятия емкости снижается. При уменьшении его значения до 0,05-0,01 С зарядка закончится, устройство отключится, не допуская перезарядки. Общее время восстановления емкости для литиевого аккумулятора не превышает 3 часов.

Если литий-ионная батарея разряжена глубже 3,0 В, потребуется провести «толчок». Это заключается в зарядке малым током до тех пор, пока на клеммах не будет 3,1 В. Потом используется обычная схема.

Как контролируют параметры зарядки

Так как литиевые аккумуляторы работают в узком диапазоне изменения напряжения на клеммах, их нельзя перезаряжать выше 4,2 В и допускать разрядку ниже 3 В. Контроллер заряда установлен в ЗУ. Но каждый аккумулятор или батарея имеют собственные прерыватели, РСВ плату или РСМ модули защиты. В аккумуляторах установлена именно защита от того или иного фактора. В случае нарушения параметра, она должна отключить банку, разорвать цепь.

Контроллер – устройство, которое должно реализовать функции управления – переводить режимы CC/CV, контролировать количество энергии в банках, отключать зарядку. При этом сборка работает, нагревается.

Самодельные схемы зарядки, применяемые для литиевых аккумуляторов

• LM317 – схема простого зарядного устройства с индикатором заряда. От USB порта не запитывается.
• MAX1555, MAX1551- специально для Li Аккумуляторов, устанавливаются в адаптер питания от телефона в USB. Есть функция предварительного заряда.
• LP2951- стабилизатор ограничивает ток, формирует стабильное напряжение 4,08-4,26В.
• MCP73831- одна из простейших схем, подходит для зарядки ионных и полимерных устройств.

Если батарея состоит из нескольких банок, разряжаются они не всегда равномерно. При зарядке необходим балансир, распределяющий заряд и обеспечивающий равномерный заряд всех банок в батарее. Балансир может быть отдельным или встроенным в схему подключения АКБ. Устройство защиты батареи называется BMS. Зная как заряжать приборы, разбираясь в схемах, можно своими руками собрать схему защитного устройства для литиевого аккумулятора.

Проверка состояния аккумулятора мультиметром

Прибор, вроде STHT0-77364, помогает найти неисправности в разных электродеталях, включая батареи шуруповертов. Чтобы добиться достоверности, лучше использовать его в паре с другими тестерами. Это позволяет сверять показатели и вычислить погрешность.

Примечание: Перед тем, как начать измерять, необходимо убедиться в работоспособности самого мультиметра. Для этого нужно всего-то подключить его к розетке вместе с другим подобным устройством и сверить показания.

Тестер

Прибор, который позволяет диагностировать неисправность элементов самостоятельно.

Основные типы подобных устройств:

• Контрольная лампочка (прозвонка) — оснащена двумя проводами и дает возможность определить обрывы в проводке электроприбора.
• Стрелочный — прибор с цифровой шкалой и стрелкой. Такие модели не очень удобны в использовании. Так, чтобы цифры было хорошо видно, шкала измерений должна быть размером с пол страницы. К тому же, такие тестеры нередко отличаются путанной градуировкой и с ними можно работать только в горизонтальном положении.

Совет: если нужен недорогой мультиметр, 94W101 подойдет.

• Цифровой — с ЖК дисплеем. Шкала показывает только абсолютные значения. Переключатель, как и в предыдущем случае, ручной. Тестер не подходит для переменного тока.
• Автоматический — как уже ясно из названия, такой тип тестеров не требует изменения положения регулятора вручную. Достаточно указать необходимую величину, используя специальную кнопку.

Инструкция: Ремонт шуруповерта своими руками: 2 вида неисправностей

Мультиметр

Отличный инструмент для проверки состояния АКБ.

Поможет определить:

1. напряжение и ток — чтобы убедиться в достоверности показателей, надо проводить измерения по очереди с амперметром;
2. сопротивление — чтобы все было точно, нужно взять стрелочный мультиметр и сверить с показаниями тестера.

Интересно: У 94W102 есть функция HOLD. Она позволяет зафиксировать измерения.

Чтобы АКБ «‎жила» дольше, нужно иметь в виду ее особенности, а именно нюансы хранения и зарядки. Если делать все по правилам, менять батарею не потребуется еще долго.

Инструменты

Среди электроинструментов, как бытовых, так и профессиональных, шуруповерт – один из самых востребованных. С его помощью можно не только выкручивать и вкручивать саморезы, но и сверлить отверстия. Инструментами, питающимися от сети, пользоваться можно не всегда и не везде, да и шнур все время мешает работе. От этих недостатков избавлены аккумуляторные шуруповерты. С ними можно свободно перемещаться и не зависеть от наличия в помещении розетки.

Важным элементом каждого аккумуляторного инструмента является батарея, позволяющая работать с ним автономно. Это очень удобно, но рано или поздно перед каждым владельцами такого электроинструмента встает вопрос о том, как зарядитьаккумуляторшуруповерта.

Особенности зарядки аккумуляторов

Как правильно заряжать аккумулятор шуруповерта, чтобы он прослужил, как можно дольше?

Перед первым использованием батареи требуетсязарядить, поскольку они разряжаются во время хранения. Чтобы емкость аккумулятора шуруповерта стала максимально возможной для никель-кадмиевого элемента, рекомендуется его трехкратная зарядка и последующая разрядка. Таким образом, так как у новой батареи емкость неполная, ее нужно довести до рабочей полной емкости. После этого аккумуляторы нужно будет заряжать, как только их мощность станет минимальной. Литий-ионные батареи более просты в использовании. Они не имеют эффекта памяти, поэтому можно не доводить их до полной разрядки и заряжать тогда, когда это удобно.

При зарядке нужно учитывать оптимальный температурный режим процесса. Лучше, чтобы температура окружающей среды была выше десяти градусов и не превышала сорока. Во время зарядки аккумуляторы иногда нагреваются, однако так быть не должно, так как перегрев отрицательно влияет на их работу, и нужно их охлаждать. В зарядном устройстве батареи оставлять нежелательно. Да и хранить их лучше, отсоединив от шуруповера, отдельно от самого инструмента. Если аккумуляторы не используются длительное время, их следует подзаряжать один раз в месяц.

Аккумуляторные батареи лучше покупать в специализированных точках продажи. Правильная эксплуатация поможет увеличить их срок службы. Элементы при работе нежелательно разряжать полностью, до остановки двигателя. На то, что они нуждаются в зарядке, укажут их заметно пониженные рабочие характеристики.

Что делать, если не заряжается аккумулятор шуруповерта?

Если не заряжается аккумулятор шуруповерта, возможно, причину стоит искать в его изношенности либо в неисправной работе зарядного устройства. Однако нередко проблема заключается в нарушении контакта между клеммами батареи шуруповерта и зарядного устройства, так как со временем они разгибаются. В этом случае можно разобрать зарядное и подогнуть его клеммы.

Кроме того, через некоторое время использования и контакты аккумулятора, и контакты зарядного устройства могут окисляться и загрязняться. Даже незначительные изменения такого рода могут помешать нормальной зарядке батарей. Это обычно выражается в значительном уменьшении и времени заряда, и продолжительности работы самого аккумуляторного электроинструмента. Чтобы такого не было, нужно периодически протирать контакты батареи, зарядного устройства для аккумуляторашуруповертаи инструмента.

READ Биты Для Шуруповерта Какие Лучше

К сожалению, характеристики аккумуляторных элементов со временем ухудшаются. Так, при неправильной эксплуатации никель-кадмиевых батарей, чаще всего используемых в бытовых моделях шуруповертов, они быстро теряют емкость. Знатоки иногда советуют «разгонять» такие аккумуляторы. Аккумуляторный блок разбирается, и определяются проблемные элементы. После этого требуется их зарядка. Каким током заряжать аккумулятор шуруповерта в этом случае? Специалисты рекомендуют сначалазарядитьтакие элементы большим током, чем это положено, потом разрядить их и еще раз зарядить, но малым током. Если в Ni-Cd аккумуляторах еще не испарился электролит, такая «терапия», возможно, поможет вернуть их к жизни.

Кроме того, можно восстановить один аккумуляторный блок из двух, частично утративших емкость, выбрав из них и спаяв вместе целые «банки». После этого для выравнивания заряда требуется полностью зарядить и разрядить несколько раз восстановленный блок.

Также причина в том, что батарея не заряжается, может быть в температурном датчике.

Особенности зарядки аккумуляторов шуруповертов

Схема зарядного для шуруповерта.

Очень важным моментом является первая зарядка шуруповерта, так как именно от нее зависит, будет ли активирована полная емкость заряда. Каждый тип аккумуляторов имеет свои особенности первичной подзарядки. Наибольшую сложность представляет зарядка никель-кадмиевых вариантов. Первая их подзарядка должна быть трехкратной, чтобы вся емкость заряда была заполненной. Таким образом, после покупки агрегат нужно полностью зарядить, затем включить и оставить работать до его полной разрядки, далее нужно снова поставить подзаряжаться и снова разрядить, и так 3 раза.

Никель-металлгидридный вариант в первую раз стоит сразу полностью разрядить, ведь, как правило, при покупке такая батарея имеет небольшой заряд, после этого нужно оставить его полностью заряжаться. Повторно заряжать аккумуляторы этого типа можно только после того, как они будут полностью разряжены. Цикл полной зарядки-разрядки следует учитывать первые 4-5 раз, после чего можно дополнительно подзаряжать аккумуляторы, даже если они не полностью разряжены.

Таблица характеристик шуруповертов.

Литий-ионные аккумуляторы являются более современными, поэтому особых требований к их подзарядке не существует, так как в любом случае их емкость не снижается.

При первой и последующих подзарядках нужно учитывать, что самого оптимального эффекта подзарядки можно достигнуть только в случае, если этот процесс проходит при температуре от +10 до +30°C . Помимо всего прочего, следует заметить, что при зарядке некоторые виды аккумуляторы могут начинать нагреваться, что крайне негативно может сказаться на всей батарее. Не стоит допускать перегрева всей батареи выше 50°C. После проведения работ лучше всего хранить батарею отдельно от шуруповерта, хотя это не обязательно.

Способы зарядки источника питания

Если возникает вопрос, какзарядитьаккумулятор без зарядного устройства, то реализовать это можно несколькими способами.

Восстановление посредством зарядного агрегата от портативного компьютера

Не всегда можно воспользоваться вариантами, которые перечислены выше. Поэтому водители задаются вопросом, как зарядить автомобильный аккумулятор зарядкой от ноутбука?

Для этого потребуются определенные предметы:

• Провода, которые укомплектованы медными жилами.
• Зарядка.
• Резистор (допускается и использование лампочки).

Для подготовки схемы блока питания отзарядникавыводят провода для минуса, а также плюса. Отрицательный провод сосредотачивается снаружи, а положительный – внутри.

Подключение осуществляется по следующей схеме:

• Первым подводят к отрицательной клемме батареи минусовой провод.
• Резистор либо же производительная лампочка с установленными характеристиками, показателями вводят в подготовленный разрыв. Действия выполняются с учетом правил.

Специалисты рекомендуют в схему вводить резистор с требуемыми характеристиками, так как не будет проблем с изменением сопротивления.

С помощью такого способа можно зарядить аккумуляторную батарею полностью. Но процесс тщательно контролируется. На клеммах постоянно проверяется напряжение. Как только на вольтметре отображается 14 Вольт, процедура прекращается

Установить окончание процесса можно, обратив внимание на состояние электролитического состава

Использование зарядки от ноутбука

Если под рукой есть ноутбук, то можно воспользоваться его блоком питания для пополнения автомобильной батареи. Дополнительно понадобятся:

• лампочка или резистор нужного сопротивления;
• провода;
• инструменты.

От зарядки ноутбука нужно вывести два проводника. Следует подсоединить кабель внутрь штекера блока питания портативного компьютера для плюса, отрицательный провод сосредотачивается снаружи.

Собирают схему в следующем порядке:

• Минусовую клемму автомобильной батареи соединяют с выведенным от зарядки отрицательным проводом. Надежно закрепляют, чтобы обеспечить хороший контакт. От его качества зависит весь процесс подзарядки.
• В разрыв плюсового участка включают автомобильную лампочку или резистор. Сопротивление последнего выбирается в зависимости от требуемого тока зарядки. Для 2 А понадобится 10 Ом. Для регулировки времени заряда воспользуйтесь подстроечным резистором.
• Чтобы контролировать зарядный процесс, в схему последовательно включают амперметр. Но устройство для зарядки можно применять и в отсутствие измерительного элемента.

АКБ будет готова к работе, когда напряжение на ее клеммах станет равно 14 В. Лучше, если при этом будет «кипеть» электролит. Схему можно разбирать и пытаться запустить мотор.

После такой подзарядки батарея нуждается в обслуживании в нормальных условиях с наличием полнофункциональных приборов и инструментов.

Как заряжать аккумулятор шуруповерта без зарядного устройства

В конструкции электрического инструмента используется 3 типа источников питания:

1. Никель-кадмиевые элементы, отличающиеся способностью выдерживать высокую нагрузку и работать при отрицательной температуре воздуха.
2. Батареи отличаются выраженным эффектом памяти и ускоренным саморазрядом. Перед подключением аккумулятора к зарядной станции необходима полная разрядка банки.
3. Допускается кратковременное подключение аккумуляторной банки к неоригинальному зарядному блоку.
4. Никель-металлогидридные элементы отличаются сниженным эффектом памяти и увеличенной емкостью. Подключать батареи к неоригинальным зарядным устройствам не рекомендуется.
5. Литий-ионные источники питания, не допускающие глубокого разряда и перегрева. Для зарядки используются специальные блоки с микропроцессорным управлением, контролирующим состояние элементов. Использовать зарядные блоки от автомобильных батарей или иных источников питания запрещается.

Перед подключением внешнего блока необходимо выяснить тип, емкость и зарядный ток источника питания. Информация указывается на заводской этикетке, расположенной на корпусе аккумуляторной банки. Если наклейка утрачена, то потребуется вскрыть кожух и выяснить рабочие параметры по маркировке на элементах.

С помощью USB

Для восполнения емкости возможно подключение внешнего зарядного блока через самостоятельно установленный порт USB. Рекомендуется применять адаптеры, рассчитанные на ток 5-7 А. Использовать для подачи тока компьютеры или ноутбуки не рекомендуется, поскольку повышенный ток в цепи перегревает контроллер и выводит узел из строя.

Алгоритм оснащения аккумулятора шуруповерта разъемом USB:

1. Демонтировать аккумуляторную банку, а затем разделить секции корпуса (элементы держатся на винтах и дополнительных пластиковых фиксаторах).
2. Прорезать в секции корпуса отверстие для установки разъема USB. Место установки порта не должно препятствовать размещению источника питания в рукоятке инструмента или в штатной зарядной станции. Конфигурация канала зависит от внешнего вида подготовленного штекера. Колодка устанавливается в полученном гнезде и фиксируется при помощи специального термоклея.
3. Разместить в цепи, соединяющей штатный контроллер зарядки и разъем типа USB, плавкий предохранитель номиналом 10 А. Для крепления защитного элемента и электропроводки используется термоклей. Кабели соединяются пайкой свинцово-оловянным припоем, места фиксации защищаются изоляционными материалами.
4. Соединить секции корпуса при помощи штатных винтов. Если производилась резка неразъемной конструкции, то линия стыка покрывается полоской ткани или малярного скотча с нанесенной жидкой эпоксидной смолой. После застывания материала поверхность шлифуется и окрашивается в цвет корпуса аккумуляторной банки.
5. Провести тестовую зарядку источника постоянного тока. Поскольку напряжение в цепи зарядки составляет 5 В, то восполнение емкости занимает до 6-8 часов для батарей емкостью 1-2 А*ч.

Зарядное устройство

Готовые зарядные устройства:

12,6 В (3S)/ 16,8 В(4S)/ 21 В(5S), на 1А и 2А с разъёмом 5,5×2,1 мм

Стандартное зарядное устройство от никелевых аккумуляторов можно доработать с помощью DC-DC понижающего модуля с поддержкой ограничения напряжения и тока (CC-CV). Но так как оно рассчитано на заряд никелевых аккумуляторов, от него не добиться хорошего тока. В основном это ток порядка 500 мА. Литиевый аккумулятор конечно заряжаться будет, но делать он это будет долго. Аккумулятор 2 А/ч будет заряжаться таким током порядка 4 часов.

Модуль для переделки стандартного зарядного устройства шуруповерта:

Если всё таки решили делать ЗУ своими руками, вот хороший недорогой модуль:

Понижающий модуль DC-DC с 5-32В до 0,8-30В, выходной ток до 5А цена на момент публикации 120р. (5 китайских Ампер видимо только с хорошим охлаждением, без охлаждения нормально работает с током до 2 А).

Настройка тока и напряжения происходит с помощью многооборотных резисторов и удаётся довольно точно выставить нужные значения. Левый резистор – ток, правый – напряжение.

Для установки тока нужно сначала выкрутить резистор против часовой стрелки, замкнуть выход амперметром накоротко и, ориентируясь на его показания добавлять ток до нужного значения.

Первый модуль на токе 4А сгорел за две минуты, перегрелась микросхема и вышла из строя. После этого более чем на 2А я не рискнул нагружать оставшиеся модули. Вообще при работе нагревается больше всего микросхема, диод и дроссель.

Доработка в виде бесплатного радиатора из многожильного медного провода облегчит жизнь самым греющимся деталям. Провод просто припаивается и распушивается так, чтобы не задевать другие детали. С такой доработкой я ради эксперимента поднял зарядный ток до 3А. Выглядит ужасно, но эксперимент показал, что даже такой простой метод работает. Медь отлично проводит тепло, а пайка хорошо обеспечивает теплопередачу на неё. С охлаждением дросселя ничего не придумал и оставил как есть.

В итоге получился такой зарядник. Светодиод индикации заряда вывел в отверстие на корпусе и залил термоклеем.

Литий-ионные аккумуляторы для шуруповерта

Электролитом, в литий-ионных источниках, служит раствор солей лития в безводном апротонном растворе. Главной особенностью раствора является его свойство не создавать при распаде соединений, свободных положительных ионов водорода.

Анод выполняется из оксида кобальта, а катод из углеродистого материала — кокса или графита. Кристаллические решетки электродов позволяют ионам лития свободно внедряться в структуру и освобождаться из нее. Снятие зарядов с положительного электрода проводится через алюминиевый токосъемник, отрицательный токосъемник выполняется из медного листа.

Защита от возгорания лития при перезаряде или от короткого замыкания, выполняется дополнительными микросхемами-контроллерами.

Конструкция Li-Ion аккумуляторов

Вариант изготовления литий-ионных аккумуляторов может быть призматическим, цилиндрическим или в виде эллиптической спирали.

• Призматические элементы питания выполняют в виде стопки электродов, разделенных полипропиленовым сепаратором. Призматический ЭП имеет высокую плотность, но отличается низким сжимающим усилием.
• Для увеличения сжимающего усилия, воздействующего на электроды, применяют спиральную сборку в виде удлиненного эллипса. Сборка в виде эллиптической спирали позволяет сохранить плотность упаковки и поднять сжимающие усилие.
• Для цилиндрических элементов питания – электроды, проложенные сепаратором, сворачивают в рулон. Сепаратор изготавливается из пористого неэлектропроводного материала типа Celgard и пропитывается электролитом. Положительный токосъемник подключается к выводу на крышке элемента, отрицательный – к металлическому корпусу.

Собранная конструкция тщательно герметизируется, во избежание воздействия водяных паров или кислорода воздуха на электролит и электроды, что может привести к разрушению элемента питания.

Накопители энергии для шуруповерта собирают в основном, из нескольких цилиндрических ЭП соединяемых последовательно.

В конструкцию обязательно включается плата управления и контроля (СКУ).

Характеристики Li-Ion аккумуляторов

Значение технических показателей зависит от электрохимической схемы элемента питания.

• Максимальное напряжение отдельного элемента батареи, поддерживаемое платой защиты – до 4,2 В.
• Минимальное напряжение, допускаемое системой контроля – 2,5 В.
• Номинальное напряжение – 3,6 В.
• Энергетическая плотность – до 230 Вт×ч/кг.
• Количество циклов разряда/заряда до 20% потери емкости батареи – 2500÷ 4500.
• Внутреннее сопротивление – 6÷14 МОм/1 А×ч.
• Продолжительность заряда – 0,4÷1 ч.
• Безопасные для работы температуры – 0÷50 °C.
• Оптимально приемлемый ток нагрузки, относительно емкости – 1С.
• Импульсный ток нагрузки, относительно емкости – до 500С.
• Постоянный ток нагрузки, относительно емкости – 65 С.
• Величина саморазряда при 20÷25 °C – 3% емкости за месяц.