Восстановление, переделка и ремонт аккумулятора шуруповерта

Не секрет, что стоимость нового аккумулятора для шуруповерта равняется 70% всей стоимости аппарата. В процессе эксплуатации любая аккумуляторная батарея (АКБ) начинает терять свою емкость и в итоге полностью или частично выходит из строя. Но не стоит выбрасывать отслужившую свой срок батарею, ведь ее можно реанимировать в домашних условиях.

Как диагностировать неисправность аккумулятора

К основным неисправностям аккумулятора шуруповерта можно отнести следующие:

• батарея не заряжается;
• АКБ быстро заряжается и так же быстро разряжается;
• АКБ не держит зарядку длительное время.

Неисправность АКБ шуруповерта может быть вызвана выходом из строя одного или нескольких накопительных элементов. Неисправность всех банок в аккумуляторном блоке встречается очень редко, поэтому восстановить аккумулятор вполне возможно. Поскольку все банки соединены последовательно, то потребуется разобрать блок и найти неисправные.

Полная проверка АКБ проводится в несколько этапов, при полностью заряженной батарее.

Проверка с помощью мультиметра

Поскольку все составляющие батарейного блока должны иметь одинаковый уровень напряжения, то найти неисправный элемент не составит большого труда. Для этих целей обычно используют мультиметр, переключив его в режим измерения напряжения. При замерах следует учитывать номинальное напряжение для разных типов батарей:

• Li-Ion (литий-ионная) батарея имеет номинальное напряжение 3,6-3,8 В;
• Ni-Cd (никель-кадмиевый) и Ni-MH (никель-металл-гидридный) аккумулятор имеет номинал напряжения, равный 1,2-1,4 В.

Поиск неисправного элемента питания происходит следующим образом.

1. Подключите АКБ к зарядному устройству и дождитесь ее полной зарядки.
2. Разберите корпус АКБ, извлеките из него все банки и замерьте напряжение на каждой из них.
3. Банки с номинальным напряжением ниже нормы необходимо промаркировать.
4. Соберите блок, установив в него все извлеченные элементы, и подсоедините его к шуруповерту.
5. На следующем этапе необходимо включить инструмент и выполнить им несколько операций, чтобы достичь заметного падения мощности.
6. После разрядки, снова следует разобрать аккумуляторный блок и сделать замер напряжения на всех батарейках цепи. Следует обратить особое внимание на промаркированные банки.
7. Если вы заметили на каком-либо элементе питания снижение напряжения на 0,5-0,7 В, то такую батарею можно считать непригодной, и ее придется заменить.

Проверка под нагрузкой

Чтобы узнать, через какое время аккумулятор полностью садится, необходимо проверить батарею под нагрузкой. Последняя подбирается в соответствии с мощностью батареи.

Как правило, нагрузку для проверки АКБ принято подбирать в пределах 35-40 Вт. Для этого можно использовать лампочку на 12 В с мощностью 40 Вт.

Подключите аккумулятор через амперметр к лампочке на 2-3 минуты. Все измерения нужно проводить вольтметром. Напряжение на выходах АКБ должно быть немного больше 12,4 В. Если за это время показания упали и находятся в диапазоне 12-12,4 В, то это говорит о том, что в цепи находятся поврежденные банки. Также о том, что в блоке находятся неисправные элементы, может сигнализировать падение яркости подключенной лампы.

Способы восстановления АКБ в домашних условиях

Следует заметить, что восстановление возможно только для Ni-Cd аккумуляторов, имеющих выраженный эффект памяти, из-за которого теряется емкость батареи. В результате элемент питания быстро садится, а после некоторого перерыва снова начинает работать. Данная проблема устраняется довольно просто.

1. Полностью зарядите АКБ обычным способом, в идеале, зарядку нужно проводить малым током.
2. Далее, следует полностью разрядить аккумулятор, подключив к нему нагрузку. В качестве последней можно использовать обычную лампочку на 12 В и мощностью до 40 Вт. Таким образом, произойдет мягкая разрядка, в результате чего будет разряжен не только наружный слой АКБ, но и ее внутренние пластины.
3. Можно провести от 3 до 5 циклов заряд-разряд. После этого эффект памяти у вашей АКБ будет стерт, и емкость батареи заметно увеличится.

В некоторых случаях, когда нет возможности приобрести новые банки для аккумуляторного блока, их можно оживить, долив в них дистиллированную воду, поскольку со временем электролит в банках выкипает, и они выходят из строя. Восстановить аккумулятор можно следующим образом.

1. Определите неисправные батареи методом, описанным выше.
2. Полностью разрядите батарею, подключив к контактам лампочку на 12 В (40 Вт).
3. Отсоедините непригодные элементы (промаркированные) от остальных.
4. Снимите небольшой фрагмент бумажной изоляции с верхней части банки, чтобы открыть небольшой участок с канавкой. Если вы снимите всю бумагу, то придется обмотать батарею скотчем.
5. С помощью тонкого сверла диаметром 1 мм проделайте отверстие в корпусе батареи, а именно, в канавке, как показано на фото ниже.
   
6. Далее, необходимо набрать в шприц дистиллированную воду и медленно залить ее в банку. Для того чтобы восстановить батарею, емкость должна быть полностью заполненной.
7. Немного подождите, чтобы вода хорошо впиталась, после чего заклейте дырки эпоксидной смолой или скотчем.
8. Теперь можно спаять восстановленные банки, разместив их на прежние места.
9. Соберите блок и сделайте 3-5 циклов, включающих полный заряд и полный разряд АКБ. Только после проведения данных процедур можно будет пользоваться инструментом.

Как провести замену неисправных элементов питания

Помимо восстановления непригодных элементов АКБ шуруповерта, наиболее эффективный ремонт аккумулятора шуруповерта – это замена элементов питания, входящих в его состав, на новые. Перед ремонтом необходимо приобрести подходящие аккумуляторы в интернете. Технические характеристики их должны быть идентичными тем, которые указаны на корпусе банок в аккумуляторном блоке шуруповерта.

Чтобы поменять аккумуляторы в блоке своими руками, потребуется паяльник и материалы для пайки: олово и спиртовой флюс (на канифоли).

Замена аккумуляторов требует выполнения некоторых правил.

1. Для соединения банок нужно использовать пластины, ранее отпаянные от элементов питания. Они имеют правильное сечение и нужный показатель сопротивления.
2. Чтобы не перегреть банки во время пайки, ее следует проводить быстро. Излишний нагрев аккумуляторов может привести их в негодность.
3. Батареи соединяются последовательно: минус каждой банки соединяется с плюсом следующей.
4. Собрав аккумуляторный блок, проведите не меньше 3-х циклов полного разряда и заряда АКБ.

Переделка шуруповерта на литий

Владельцы шуруповертов с никель-кадмиевыми батареями часто меняют их на литий-ионные, когда “родные” элементы питания полностью выходят из строя. Переделка шуруповерта на литиевые аккумуляторы 18650 не составляет большого труда. Необходимо лишь обзавестись необходимыми деталями: пальчиковыми аккумуляторами в необходимом количестве и платой управления зарядом BMS (Battery Management System — система управления батареей). Все детали можно приобрести на сайтах Китая.

BMS предназначена для контроля процесса заряда/разряда всех элементов по отдельности, уровня потребляемого тока и температуры. Также BMS способна производить балансировку батарей. Данный контроллер подбирается в зависимости от количества банок, которые необходимо заряжать.

Например, обозначение BMS 5S означает, что контроллер рассчитан на 5 элементов.

Аббревиатура “18650” обозначает размеры аккумулятора, то есть диаметр 18 мм, а длина – 65 мм. Таких размеров батарей достаточно, чтобы их разместить в корпусе блока питания шуруповерта.

Для примера, будет рассмотрен перевод шуруповерта с Ni-Cd АКБ на 4 литиевых аккумулятора. Соответственно, BMS будет рассчитан на 4 элемента. Ниже показана схема подключения BMS к аккумуляторам.

Далее, необходимо соединить аккумуляторы, спаивая их межу собой последовательно, как показано на схеме, после чего подсоединить их к плате контроллера.

Все составляющие помещаются в корпус аккумуляторного блока. На этом этапе переделка АКБ шуруповерта завершена.

Во время работы шуруповерта контроллер следит за уровнем напряжения на каждой банке. Если на одной из них напряжение снижается ниже 3 В, разрядка отключается. То же самое происходит и при заряде. Если напряжение повышается до 4,2 В, зарядка останавливается.

Таким образом, контроллер не дает батарее полностью разрядиться и чрезмерно зарядиться, что очень важно для литий-ионных аккумуляторов.

Неисправности и ремонт зарядного устройства для АКБ

Чтобы произвести ремонт зарядки, необходимо иметь хотя бы минимальные знания в радиоделе, а также прибор для “прозвонки” радиодеталей устройства — тестер. Все зарядные устройства для шуруповертов похожи между собой и имеют следующие узлы:

• низковольтную часть, включающую в себя выпрямитель преобразователя, а также схему, которая обеспечивает подачу питания для зарядки АКБ;
• понижающий инвертор;
• сетевой выпрямитель.

Сетевые выпрямители можно назвать самыми выносливыми элементами зарядников, если их правильно эксплуатировать. Но если зарядка предназначена для работы от электросети 120-130 В, и во время подключения ее через конвертор сгорает предохранитель, то чтобы починить ее, неисправность следует искать именно в выпрямителе. В зарядных устройствах, работающих от 220 В, часто горят высоковольтные транзисторы инвертора. В то же время, остальная электроника зарядки и выпрямитель инвертора выходят из строя очень редко. Также причиной того, что не работает зарядное устройство, можно считать пробитые или вздутые конденсаторы.

Перед поиском неисправности потребуется разборка корпуса зарядного устройства. Делать это следует аккуратно, поскольку большинство корпусов собирается на 1 шурупе и на защелках, которые легко ломаются.

Все составляющие электронной схемы зарядки необходимо проверять тестером. Чаще всего, оказывается неисправным конденсатор выпрямителя. Даже если при визуальном осмотре вы увидите вздувшиеся электролиты, их необходимо перепаять, заменив на исправные аналоги. Далее, установив предохранитель с нужным номиналом, можно проверить работу платы в режиме зарядки АКБ. Если проблем не обнаружено, показатели тока и напряжения находятся в пределах нормы, то плату можно монтировать в корпус.

Если плата зарядного устройства все равно отказывается работать, и зарядка батареи не происходит, тогда необходимо искать неполадки дальше. Исправность предохранителя, а также наличие напряжения на конденсаторе свидетельствует о том, что неисправность находится в инверторе. Диагностика инвертора является сложной задачей и требует наличие определенного опыта, а также специальной аппаратуры — осциллографа. Если опыта и аппаратуры нет, то отремонтировать зарядку можно, поочередно проверяя все радиодетали, меняя транзисторы и микросхемы преобразователя, и каждый раз проверяя плату на работоспособность.

Также при визуальном осмотре можно заметить и пробитые диоды. Они будут отличаться своей желтизной вследствие перегрева. Если хотя бы один диод (диодного моста) пробивает, он коротит на себя трансформатор. Случившееся вызывает перегрев остальных диодов, вследствие чего возникает перегрев обмоток трансформатора и их межвитковое замыкание. Поэтому нужно проверить тестером все подозрительные диоды и обе обмотки трансформатора. Проверка чаще всего показывает обрыв на первичной обмотке.

Стоит знать, что практически во всех трансформаторах такого типа стоит тепловая защита, которая срабатывает при температуре 130°С. Обычно этот датчик находится под верхними слоями изоляции трансформатора. Если заменить датчик нечем, то на свой страх и риск можно просто спаять ножки датчика, исключив обрыв. Далее, следует вернуть снятую с обмоток изоляцию на место и проверить работоспособность зарядного устройства. В большинстве случаев, данная неисправность трансформатора устраняется довольно простым способом.