Применение зарядного устройства, которое предназначено для 12-вольтовой батареи, может нанести серьезный и необратимый вред источнику питания электроинструмента, что приведет к его поломке и необходимости замены.
Методы зарядки аккумулятора шуруповерта без зарядных устройств
Зарядное устройство, которое поставляется в комплекте с набором отверток, является одним из компонентов с самым длительным сроком службы, однако оно может в любой момент перестать работать или, к сожалению, быть утеряно. Приобретение нового устройства не представляет серьезной проблемы, однако бывают ситуации, когда необходимо сразу зарядить разряженный аккумулятор, например, во время работы. В таких случаях, когда скорость имеет критическое значение, а время на доставку нового зарядного устройства составляет несколько дней, можно воспользоваться альтернативными способами подзарядки аккумулятора.
Контроллер заряда, хотя и не является основным аксессуаром, играет важную роль. Он обеспечивает управление процессом зарядки, следя за тем, чтобы избежать перегрузки (а в некоторых случаях и перегрева), автоматически выполняет циклы кондиционирования и может измерять параметры батареи. Эти функции отличаются в зависимости от типа батареи, используемой в электроинструменте: никель-металлогидридные (NiMH), никель-кадмиевые (NiCd) и литий-ионные (Li-ion).
Несоблюдение рекомендуемых режимов работы может привести к сокращению срока службы батареи и неспособности использовать ее с максимальной емкостью. При отсутствии контроллера пользователю придется самостоятельно контролировать выходные параметры зарядного устройства на протяжении всего процесса зарядки.
Особенности зарядки никель-металлогидридных и никель-кадмиевых аккумуляторов
Никель-металлические (NiMH) и никель-кадмиевые (NiCd) батареи заряжаются с использованием постоянного тока. В процессе зарядки, по мере пополнения заряда аккумуляторов, напряжение на их клеммах увеличивается, что вызывает синхронный рост выходного напряжения зарядного устройства, поддерживающий ток на предустановленном уровне. О завершении процесса свидетельствует падение напряжения батареи.
Для никель-металлогидридных элементов это снижение напряжения не так заметно, поэтому зарядное устройство часто оснащается дополнительными устройствами, такими как температурные датчики, которые помогают контролировать завершение зарядки.
Оптимальным методом зарядки аккумуляторов NiMH и NiCd является использование обратного импульсного режима, при котором после положительного импульса следует кратковременный отрицательный импульс. Этот метод помогает устранить «эффект памяти», который может значительно снизить емкость батареи. Такие алгоритмы используются в профессиональных зарядных устройствах.
Особенности зарядки литий-ионных аккумуляторов
Современные литий-ионные батареи (Li-ion) являются самыми распространенными благодаря своим преимуществам, хотя они также имеют некоторые недостатки. К характеристикам литий-ионных батарей следует отнести:
Литий-ионные батареи заряжаются в два этапа:
- На первом этапе применяется зарядка постоянным током до достижения примерно 80% от максимальной емкости, и
- На втором этапе зарядка осуществляется при постоянном напряжении до тех пор, пока не будет достигнута полная мощность.
В случае глубокого разряда литий-ионных элементов, перед началом зарядки, потребуется дополнительный шаг — понижение стабилизирующего тока до номинального уровня.
Если зарядное устройство не оснащено функцией постоянного напряжения, то второй этап зарядки может быть выполнен в импульсном режиме. При этом батарея будет постоянно получать импульсы тока до тех пор, пока не достигнет нужного напряжения.
На практике чаще всего используется метод ступенчатого тока, когда процесс зарядки происходит не фиксировано, а постепенно, в зависимости от состояния батареи. Процесс зарядки останавливается, как только батарея достигает нужного напряжения.
Эти методы относятся к одной ячейке. Для многосвязных батарей требуется добавление еще одного элемента. Поскольку параметры отдельных элементов могут различаться, заряжаться они могут с различной скоростью. Перезарядка литий-ионных элементов может привести к их повреждению, поэтому заряженные ячейки отключаются от процесса, что осуществляется с помощью балансировочной платы (BMS), отвечающей за отключение полностью заряженных элементов, в то время как другие продолжают восполнять свою энергию.
Батареи с маркировкой Protected также оснащены контроллером, который защищает от глубокого разряда, перезаряда и перегрузки по току. Следовательно, управление процессом зарядки литий-ионных аккумуляторов осуществляется одним или несколькими контроллерами. В дополнение к алгоритму, нужно учитывать и скорость зарядки для различных типов батарей:
- Медленная зарядка — 0,1…0,2 C, что является оптимальным вариантом.
- Быстрая зарядка — 0,2…1 C, считается приемлемой для большинства случаев.
- Экспресс-зарядка — 1…5 C, хотя это рискованная процедура, которая может повредить аккумулятор.
Где C обозначает номинальную емкость батареи. Для батареи с емкостью 2500 мАч значение C будет равно 2500 мА или 2,5 А.
В процессе эксплуатации аккумуляторов их емкость постепенно уменьшается. Поэтому для старых батарей рекомендуется уменьшать значение C и рассчитывать зарядный ток пропорционально.
Управление всеми этими процессами, включая режим и скорость зарядки, может осуществляться контроллером заряда. Возможно также управлять зарядным процессом вручную, хоть это и затруднительно.
Рекомендуется использовать бесступенчатый регулятор тока, который позволяет установить нужное значение, после чего можно начинать зарядку. Также могут использоваться балластные резисторы для снижения нагрузки на зарядное устройство.
Когда это может понадобиться?
Существуют ситуации, когда зарядное устройство для шуруповерта становится недоступным. Например, устройство может выйти из строя, перестав работать, или его можно просто потерять. Третья причина – это естественное изнашивание зарядного устройства, а также износ незагнутых клемм на самом аккумуляторе, что может привести к отклеиванию контактов. В таких случаях желательно попытаться найти совместимое зарядное устройство, чтобы обеспечить безопасную работу и полную зарядку аккумулятора инструмента.
Чем можно зарядить аккумулятор?
Если подходящего зарядного устройства нет под рукой, существует несколько альтернативных решений для зарядки аккумулятора:
- Использовать автомобильное зарядное устройство.
- Купить стандартное универсальное зарядное устройство.
- Переделать электроинструмент для питания от внешнего аккумулятора.
При использовании автомобильного зарядного устройства важно помнить, что аккумулятор водителя имеет уникальные характеристики и отличается от свинцового автомобильного аккумулятора. Поэтому для зарядки подходят только устройства с электронным управлением, которое позволяет регулировать ток и напряжение. Необходимо тщательно подбирать ток зарядки, поскольку желаемое значение может не соответствовать рабочему диапазону. В таком случае пользователю придется ограничивать ток с помощью балластного резистора.
Есть многоразовые устройства, если у вас дома имеются другие инструменты, которые работают от батареек. Преимущество таких зарядных устройств заключается в большом количестве регулировок, позволяющих точно подобрать параметры зарядки для аккумулятора водителя. Если у вас присутствует старый драйвер, то покупка нового внешнего источника питания может быть сложной задачей и, что важно, достаточно дорогостоящей. При выборе выпрямителя для автомобильного аккумулятора стоит обращать внимание на полярность подключения. Поэтому наличие тестера будет полезным, и не стоит забывать о соблюдении всех условий эксплуатации вашего инструмента.
Вы можете приобрести зарядное устройство постоянного тока, которое соответствует параметрам батареи вашего инструмента. Учтите три ключевых фактора при покупке: зарядный ток, мощность и емкость. Иногда может потребоваться модернизация устройства, например, установка предохранителя на 10 ампер и использование специального защитного устройства, подключаемого к электросети. Для кабелей необходимо использовать провода с большим сечением по сравнению с обычной проводкой, чтобы избежать перегрева.
Как зарядить без оригинальной зарядки?
Если вы выбрали альтернативу с использованием автомобильного зарядного устройства, первое, что нужно сделать, это установить его на минимальный уровень зарядки. Извлеките батарею из устройства и определите ее полярность (выясните, где положительный, а где отрицательный контакт). Затем аккумулятор подключается напрямую к клеммам зарядного устройства. Если это вызывает сложности, можно использовать пластину или зажим для улучшения соединения. Зарядное устройство подключается на 15-20 минут, после чего его отключают, как только батарея нагревается. Обычно этого времени достаточно, чтобы обеспечить первоначальную подзарядку. Зарядный ток выбирается в пределах от 0,1 до 0,5 ампера, в зависимости от емкости самой батареи (выражается в ампер-часах).
Для 18-вольтовой батареи с емкостью 2 Ач потребуется зарядное устройство, способное выдать зарядный ток не менее 18 Ач с производительностью 200 Ач в час. Если это возможно, мощность зарядного устройства желательно установить на уровне примерно одной восьмой от номинальной емкости аккумулятора. Для подключения используются специальные зажимы типа «крокодил», которые необходимо закрепить на контактах батареи. Также важно, чтобы зарядное устройство имело соответствующее разъем для подключения.
Если зарядное устройство встроено в сам аккумулятор, его можно зарядить с помощью адаптера, позволяющего снизить напряжение. В этом случае в магазинах можно приобрести универсальные зарядные устройства. В противном случае, стоит рассмотреть возможность ремонта существующего зарядного устройства или поиска подходящего аналога. Важно помнить, что для зарядки аккумулятора может потребоваться несколько часов, и в процессе необходимо следить за тем, чтобы устройство было правильно настроено.
Чтобы обеспечить хороший контакт, зажим «крокодил» следует дополнительно закрепить с помощью проволоки. Напряжение на зарядном устройстве должно соответствовать напряжению батареи. Такие устройства следует заряжать только до тех пор, пока в них остается заряд. Если параметры зарядного устройства не совпадают, но различия незначительны, возможно, батарею удастся зарядить на короткое время. Однако это чаще всего приводит к быстрой разрядке аккумулятора.
Автомобильные зарядные устройства не способны определить, когда аккумулятор достигает максимально допустимого напряжения, поэтому их необходимо отключать, когда температура элемента превышает 40 градусов Цельсия. Для полной зарядки аккумулятора обычно требуется от двух до трех часов.
Универсальное зарядное устройство
Для зарядки никель-кадмиевых и никель-металлогидридных аккумуляторов проще всего использовать универсальные зарядные устройства. Они позволяют мгновенно зарядить практически любой инструмент, так как имеют возможность регулировки тока и напряжения. Большинство таких устройств оснащены светодиодными индикаторами, что позволяет контролировать уровень зарядки на любом этапе процесса.
Внешний источник
Еще одним вариантом зарядки аккумулятора шуруповерта является использование внешнего источника питания. Он может быть подключен к зарядному устройству или непосредственно к автомобильному аккумулятору с помощью соответствующего кабеля. Однако важно, чтобы характеристики источника питания соответствовали требованиям самой батареи, что помогает избежать перегрева и повреждения оборудования.
При организации электропитания обязательно следует предусмотреть установку предохранителя. Номинальное значение этого устройства рассчитывается по рабочему напряжению. Например, если настройка напряжения составляет 18 В, то ток предохранителя должен составлять не менее 11 А. Однако более высокие значения могут привести к поломке инструмента.
Самодельный блок
В качестве альтернативного временного решения можно собрать самодельный блок, следуя следующему алгоритму:
- Подготовьте старую батарею.
- Присоедините к ней клеммы.
- Соедините провода, проверяя правильность полярности.
- Закройте соединения плотным картоном или бумагой для изоляции.
- Прикрепите крышку к поверхности зарядной банки.
- Подключите устройство к аккумулятору через проводники и выполните пробный заряд.
Таким образом, даже в случае отсутствия оригинального зарядного устройства или его поломки, вы сможете найти оптимальное решение для зарядки батареи. Главное условие — соответствие тока и напряжения параметрам используемого устройства. Также необходимо следить за уровнем заряда аккумулятора.
Самый простой способ проверить состояние батареи шуруповерта — воспользоваться индикатором, свободно доступным на различных зарядных устройствах. Если индикаторы отсутствуют, следует ориентироваться по времени: для полной зарядки аккумулятора может потребоваться не менее 10 часов — это общее время, необходимое для полной подзарядки аккумулятора при использовании стандартного оборудования.
