电钻是这个样子的,基本就没用过,但是由于短寿的镍镉电池而已经去世翘翘了:
电池盒体积很大,由于是低电压镍镉的电芯。但是容量却很低(不到800mAh),寿命也弗成:
电池拆开里面是15节短粗型的纸壳镍镉电芯串联,很壮不雅观!
每节电芯的直径2cm,长度4cm,标称容量也只有800mAh,实际容量可能更低,但是重量却不小,以是这种老技能很鸡肋:

先改造电池,把里面的电芯全部抠出,看了下电池盒的尺寸,只能放进5节18650锂电芯串联还能保持18V的额定电压不变:3.7V x 5 = 18.5V。而且5节18650电芯只能卧倒纵向排列成高下两排才能放进去。
以是找来5节拆机的三洋大红袍动力18650锂电,表面包一层厚胶带加强绝缘,避免外皮磨破导致短路。然后按两层排好,底层3节,上层2节,用胶粘合并用胶带固定。由于是自己拆的拆机电芯,电极上已焊有镍片,把镍片用锡焊连接起来就行,连点焊都不用了:
利用大功率锂电的话充放电保护板是必须的,否则后果可能很严重!
从网上买来这种最常见的单层排列5电芯锂电保护板,虽然和其电芯的排列不同,但是电池盒里面5节18650之外的剩余空间很富余,可以很随意马虎放进去:
这种保护板用5个保护芯片分别检测5个电芯,然后通过几个小晶体管驱动4只大功率MOS管来掌握充放电,做到过充过放过流和短路保护:
利用的保护芯片是最大略的5脚DW01芯片:
卖家供应的连线图中保护电路板一共有6条线须要和电池组相连:
除了输入输出须要用大电流的粗线之外,还须要4根只供应电压旗子暗记的小电流线,电池组和保护板有一段间隔,须要较长的一段线,于是用一截USB线来接,4根芯恰好:
电池组和保护板接好,电线接头用胶带固定和绝缘,现在看起来有点乱,放进电池盒盖起来就看不到乱了:
然后放进电池盒里用胶固定好,并在保护电路板与电池组之间加一张硬卡纸担保绝缘,避免震撼导存问外打仗短路(这个忘却拍照片了),重新用螺丝封好电池盒即可。把电池盒安装到电钻上试一下,转得嗷嗷的,转速和扭矩都比原来的镍镉电池好多了,容量就更不用说,大了好几倍:
电池弄好了,但是还须要充电器。下面来DIY制作锂电池组的充电器。原配的充电器是用来充镍镉电池的,是构造非常大略的傻充、野蛮充,由一个24V400mA的电源适配器加一个大略的充电座组成,充电座里面险些没有什么电路,只有两个指示灯和一个限流电阻,直接用它来充升级后的锂电池组显然是非常不屈安的:
充电没有买成品的充电板,由于成品的充电板的电流和这个电钻的电源适配器不匹配,下面会阐明。
我这个锂电池充电电路是用的LM317来DIY制作,LM317本身既同时是恒压的标准源也是功率输出器件,以是电路非常简洁元件非常少。
这个电路我是根据LM317的datasheet参考网上的资料加以详细的打算和改进而成(画图软件是开源的KiCAD,画出的电路图效果还是相称专业的,在此向大家推举。我用正版我光荣!
),可以算原创:
图中LM317首先和R4、R5、R6构成一个范例的可调稳压电路,稳压值可以通过可变电阻R6来调节,这里调节的目标稳压值是21V即4.2V x 5 = 21V,便是5节串联锂离子电池的终点充电电压,几个电阻也是根据这个电压来打算设计的。
在10K可调电阻R6上并联一个6.8K固定电阻R5的目的是为了使R6的电压调节曲线不再是线性,而在电阻高端(即电压高端)时等效电阻变革较慢,从而可以在靠近21V时缓慢风雅地调节,使充电终止电压更精确。
而且在终止电压附近变革慢也担保了纵然可调电阻在利用过程中因震撼等缘故原由发生阻值轻微改变的时候对终止电压的影响也很小。如果只是用恒压充电的话,初始充电时由于电池电压低内阻小,充电电流会过大而破坏锂电池,以是标准的锂电池充电电路都是先恒流然后恒压的双阶段充电过程,我这个充电电路也是。
这在我这个电路中是通过Q2实现的。Q2可以选用任何小功率NPN三极管,这里用2N3904只是手头恰巧有很多这个管子,用其他的9014、8050什么的都是可以的。它的事理是:充电电流在电阻R7上形成一个电压降,其大小即是电流乘以R7的阻值。
在图中R7的实际选值(1.5欧)下,电流小于400mA的时候,R7上的压降小于0.6V,这个电压在基极上不敷以使三极管Q2导通,以是Q2是截止关断的,不起浸染,此时LM317的输出电压完备由R4、R5、R6决定,稳定在21V,这相称于末了的恒压阶段,担保锂电池不会被超压过充。
而在充电开始阶段直接充电电流比较大,在大于400mA的时候,R7上的压降大于0.6V,这个电压在基极上会使三极管Q2的发射结开始正引导通从而在集电极和发射极之间形成放大的电流,这个电流使得LM317的调度端(1脚)的电压被拉低,继而导致其输出脚(2脚)的输出电压低落,不再保持21V,因而锂电池上的充电电流也会相应低落。
这个负反馈过程会自动坚持锂电池上的充电电流恒定在400mA,也便是恒流充电,直到电池逐渐充起来电池电压升高到一定程度,21V的最高充电电压也不能供应400mA的充电电流,此时Q2就由于没有足够的基极电压而不再导通事情,LM317就转换到事情在稳压状态实现充电终段的恒压充电过程一贯到完备充满。
选定400mA的充电电流是由于原配的充电适配器的电流容量便是400mA,这里要把充电电流设计在适配器的容量之内,不用成品充电板也是这个缘故原由,成品充电板的电流都比这大,适配器带不动或者不屈安。虽然400mA的充电速率比较慢但是更安全,由于和专门的锂电电池盒不同,这原配的镍镉电池盒只有正负两个触点电极,没有温度旗子暗记输出电极,以是充电器无法实现电池超温自动停充,因此小电流充电更安全些,充电电流小了过热的可能性就小多了。
用400mA充电电流也不必换电源适配器,可以只管即便充分利用原配的部件,改动最少。
R7上会通过全部的充电电流以是会发热必须考虑其功率,由于这里的设计充电电流只有400mA,以是R7上只有0.4x0.4x1.5=0.24W的功率,1/4W的普通碳膜电阻就能胜任,为安全考虑,在制作中实际利用了两个3欧姆的电阻并联增加安全余量。
三极管Q1则组成充电指示电路,这里也是任何NPN三极管都可以。
其事情事理是:当充电电流比较大时,大部分电流会从二极管D2上通过,从而坚持一个0.7V旁边的恒定正向压降给三极管Q1的基极结使其导通,充电指示二极管D3因而发光。而随着电池逐渐充满,当充电电流降到小于20-30mA时,大部分电流会从电阻R3流过,二极管D2上电流很小不敷以坚持其额定的正向压降,因此三极管Q1将因基极电压不敷以坚持导通而逐步截止使D3熄灭,指示充电过程基本结束,电池已经充满。
此时如果连续充电的话仍会有很小的涓流补充充电,但是不会过充破坏电池,由于LM317的稳定恒压担保了终极充电电压无论如何也不会超过21V的截止电压。
D1和R1便是一个大略的电源指示电路,只要接通电源就会发光指示。
原配充电座本来就有两个指示LED,我的DIY电路的设计和其状态是完备一样的,以是电源和充电这两个LED发光二极管都恰好可以直策应用原配充电座上的元件、机器开孔和利用解释标签,不须要做任何改变,充分利用和保留原设计,完备保持原充电座的外不雅观和利用方法不变。
下面便是DIY充电器的详细过程了。
先把原充电座的电路板上不须要的零件(两个电阻和一个二极管)都取下,保留两个LED,加焊两个滤波电容C1和C2,以及LED限流电阻R1、R2,原电路板仍旧装回充电座原位,这样电源适配器插座和LED孔位以及机器固定办法都不用担心:
然后把增加的电路做在一块洞洞板上,由于电路大略元件不多,以是很小一块洞洞板就可以了,恰好能够放进原充电座内狭窄的空间里:
LM317是大功率器件,事情时会大量发热,以是不直接焊在洞洞板上,而是其余安装在一个散热器上。散热器是从废旧电脑主板拆下来的:
散热器体积比较大,尺寸和形状须要切割一下才能放进充电座中,比对画线后随便用角磨机切了大概的形状只用几秒钟:
放进充电座中恰好得当,完美卡在一侧的剩余空间中,不会乱动:
然后在LM317上涂点散热硅脂,用螺丝拧紧在散热器上,接好引线,套上热缩管绝缘。LM317的散热片是和2脚输出审察连的,以是大电流的输出线直接和螺丝拧在散热片上。这里LM317和散热器之间不须要加绝缘垫片,由于散热器是固定在塑料充电座里,不会和任何其他部件有电气打仗,没有短路的问题:
末了把洞洞板和LM317连同散热器都放进充电座里,与原电路板连接好,里面的空间刚刚够:
洞洞板和原配电路板之间加了一张硬纸壳来担保绝缘,以免震撼移位后发生短路:
然后进行调试,充电座输出悬空,调节R6使充电座的输出电压为精确的21V,输出端接一个56欧以上的电阻,电压该当仍旧恒定在21V,解释恒压电路事情正常。
然后在充电座的输出电极上依次接几个5-30欧姆旁边不同阻值的大功率电阻并且串联一个电流表(万用表10A档),此时电流该当固定在400-500mA(大概差不多就行,这个电流不须要精确,只要恒定就行),解释恒流电路事情正常。这一步只是为了验证恒流电路事情情形,也可以略过不做。
末了把充电座的外壳螺丝安装好,测试一下充电情形:
充电座插上适配器,电源指示灯该当亮,充电灯该当不亮。充电座的输出电极电压该当是恒定的21V。插上缺电的电池,充电灯该当立即亮起,充电几小时后(详细韶光和电池的剩余容量有关)充电灯该当自动熄灭,此时丈量电池电压,该当是21V。
测试完成,镍镉-锂电改造升级即大功告成。一个废弃的老镍镉电钻又重新抖擞青春了,和新的20V锂电钻比较无论是转速扭矩还是一次充电的续航韶光都一点也不逊色!
而且外不雅观和利用方法与原来完备一样,没有任何改变。
这个电钻的电池盒比较窄,如果宽一点能横着放进18650电池的话则能用10节电芯,2并5串,那就更是爽到要飞起了!
感激不雅观看!
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作者:hongo
本文来源:数码之家