Предлагается рассмотреть вариант перевода электробритвы с аккумуляторного на сетевое питание.
И причиной для этого послужило следующее. На очередной день рождения была подарена, невиданная по тем временам, легкая и компактная аккумуляторная электробритва с японским дизайном (так гласит надпись на бритве).
Вначале бритва радовала своей работой, особенно в сравнении с традиционными сетевыми электробритвами. Но счастье длилось сравнительно недолго. Прошло несколько месяцев и появились проблемы. Бритва требовала круглосуточной зарядки (отключил, побрился и снова в сеть), иначе не хватало заряда для следующего бритья. Затем емкость аккумулятора начала быстро падать и пользоваться электробритвой стало бессмысленно. Так она переместилась на дальнюю полку, вытесненная более современными и надежными конструкциями, где и пролежала несколько лет без использования.
Недавно, на летний сезон, потребовалась запасная электробритва, и я вновь наткнулся на отложенную бритву. Так как ее ресурс не был использован (работала немного, установленный нож и сетка рабочие, имеются запасные ножи), решил восстановить работу бритвы.
Анализ причин дефекта
Для анализа причин выхода конструкции из строя разберем бритву, для чего вывинтим из тыльной части корпуса четыре винта – самореза и откроем заднюю крышку.
Извлекаем из корпуса плату встроенного зарядного устройства и отсоединяем припаянный аккумулятор.
Установленный в бритве Ni-Cd аккумулятор типоразмера AA ёмкостью 500 mAh, по внешнему виду и замерам по напряжению и току пришёл в негодность (потеря ёмкости).
Причиной длительного времени зарядки и быстрого выхода из строя аккумулятора послужила китайская «бережливость» – максимальное упрощение встроенного в электробритву зарядного устройства. Его фактическая схема приведена ниже.
Это зарядное устройство (ЗУ) изготовлено на малую выходную мощность. Выходной зарядный ток этого ЗУ ниже 20 mA, что в 2,5 раза ниже стандартного режима зарядки для установленного в бритве аккумулятора и в 7,5 раз ниже возможного быстрого режима зарядки. Эти данные указаны на самом аккумуляторе (см. фото выше). В связи с таким упрощением схемы ЗУ, вместо 14 часов зарядки в стандартном режиме, аккумулятор должен был заряжаться от ноля до полной емкости более 30 часов. Поэтому, неполный разряд после бритья, неполный заряд из-за малого тока и недостатка часов в сутках, а также эффект «памяти» Ni-Cd аккумулятора, быстро привели его в негодность.
При существующем ЗУ, заменять аккумулятор на новый не имеет смысла, его будет ждать та же судьба. Для нормальной работы бритвы возможно увеличить выходной ток ЗУ, увеличив емкость конденсатора С1 до двух микрофарад (на 450 или 600 вольт) и включив светодиод - индикатор через ограничительное сопротивление. Однако пользование аккумуляторной бритвой требует постоянного контроля над ней – не забыть ее зарядить, вовремя выключить, периодически проводить полный цикл разряд-заряд. А преимущества такой конструкции минимальны. В связи с тем, что автономная работа этой электробритвы практически нецелесообразна, было решено перевести ее на питание от сети переменного тока 220 В.
Исходные данные
При напряжении питания 1,5В, электродвигатель бритвы в рабочем режиме потребляет ток 0,6…0,8А, в режиме пуска - до 1,4А. Сопротивление его обмотки около 0,3 Ом.
Изготовление электробритвы
1. Выбор схемы
Из-за большого тока потребления электродвигателя, бестрансформаторная схема питания электробритвы от сети 220В отпадает. Трансформаторная схема питания не впишется в малые габариты бритвы. Выходом, будет использование импульсной схемы преобразования переменного тока 220В в постоянное напряжение питания электродвигателя бритвы.
Такие схемы имеются, но не самые простые по комплектующим деталям, изготовлению и наладке. Поэтому пойдем более простым путем – приобретем готовый импульсный блок питания (ИБП) – универсальный сетевой адаптер с 220В до 3…12 В и током нагрузки до 1,0А. Бонусом к покупке будет стабилизация выходного напряжения и защита от короткого замыкания и перегрузок.
При использовании бритвы часто меняется нагрузка на ножи, следовательно, меняются обороты мотора и потребляемый двигателем ток. Кроме того, максимальный ток ИБП ограничен 1,0 ампером, что меньше пускового тока бритвы. Для устранения влияния указанных проблем, изготовим и установим в корпус бритвы стабилизатор тока, по приведенной ниже схеме.
2. Описание схемы стабилизатора тока
Стабилизатор тока электродвигателя бритвы выполнен на транзисторах VT1, VT2.
Включение бритвы выполняется ползунковым выключателем S1, расположенным на штатной плате бритвы. Ток от ИБП через диод VD1, предохраняющий схему от неправильного включения, поступает на электродвигатель бритвы М, далее на полевой транзистор VT1 и ограничительный резистор R6. По этой силовой цепи проходит основной ток до 1,0 ампера, поэтому все составляющие детали должны иметь запас то току.
Резистор R6 является ограничителем пускового тока, также служит датчиком тока, имеет малое сопротивление (0,33 Ом) мощностью до 5 ватт. С дублирующего резистора R5 снимается напряжение, пропорциональное напряжению на датчике тока, и поступает на управляющий транзистор VT2. При увеличении тока на R6 (R5), на нем увеличивается падение напряжения, транзистор VT2 приоткрывается, снижая напряжение на затворе транзистора VT1. Это приводит к уменьшению тока через VT1 и стабилизации тока в цепи двигателя. При уменьшении тока через R6 (R5) протекают обратные процессы.
Ручная регулировка подстроечного резистора R5 позволяет корректировать ток и установить оптимальные обороты двигателя. Пограничное напряжение на затворе транзистора VT1 устанавливается подбором сопротивления резистора R2. Конденсатор С2 и диод VD2 оптимизируют работу двигателя.
3. Изготовление стабилизатора тока
В качестве индикатора включения используем штатный светодиод. Электродвигатель, плату и выключатель питания используем имеющиеся в бритве. Приобретаем или подбираем из имеющихся, недостающие радиокомпоненты для комплектации схемы. Предварительно фиксируем направление вращения электродвигателя или полярность его подключения.
Располагаем детали стабилизатора тока на универсальной монтажной плате. Собираем схему бритвы полностью. Регулировочный резистор R2 заменяем переменным на 1,0 мОм.
Заменяем штатный сетевой разъем на другой, соответствующий разъему ИБП. Основание разъема можно изготовить из текстолитового листа толщиной 1,5 мм, с дополнительно приклеенными накладками, для исключения качки разъема при подключении ИБП.
Полностью освобождаем плату бритвы (кроме штатного светодиода) от установленных элементов ЗУ. На свободное место платы, справа от двигателя, устанавливаем ограничительный резистор R6 и полевой транзистор VT1 на самодельном радиаторе. Радиатор изготовлен из алюминиевого листа толщиной 1,5 мм. Размеры радиатора определяет свободное место в корпусе. Нижняя контактная часть радиатора выполнена в виде угольника и закреплена к плате винтом М3 через шайбу, для создания зазора и увеличения теплообмена снизу. Верхняя дополнительная часть радиатора, закреплена на тот же винт.
По размерам свободного места в корпусе бритвы, после установки указанных выше элементов, вырезаем рабочую плату для остальных радиокомпонентов. Распаиваем схему на плату.
Поэлементно собираем конструкцию электробритвы в единое целое.
Окончательно проводим настройку режима работы электробритвы, собираем корпус и пользуемся плодами своего труда.
Становитесь автором сайта, публикуйте собственные статьи, описания самоделок с оплатой за текст. Подробнее здесь.
