Qu’est-ce qu’une charge électronique ?
Une charge électronique est un dispositif qui est connecté à l’appareil testé et qui fonctionne comme une résistance de charge.
Dans le passé, une résistance était connectée à l’appareil testé et utilisée comme charge : la résistance devait être remplacée à chaque fois que la valeur de la résistance était modifiée. L’avantage des charges électroniques est que la taille de la charge peut être réglée à volonté.
Un contrôleur externe peut également être utilisé pour modifier les réglages de la charge à grande vitesse. De plus, il existe des fonctions telles que le mode courant constant, qui permet à un courant constant de circuler à partir de l’appareil testé, et le mode tension constante, qui maintient la tension de sortie de l’appareil testé à un niveau constant, ce qui le rend adapté à une large gamme de mesures et de tests.
Utilisations des charges électroniques
Les charges électroniques sont utilisées pour les tests d’évaluation des performances et les inspections de produits de circuits électroniques, d’alimentations et de batteries. Plus précisément, les utilisations suivantes sont possibles :
- Capacité d’entraînement des charges dans les circuits électroniques.
- Essai des caractéristiques de charge des alimentations électriques.
- Test de charge/décharge des batteries.
Comme la charge peut être commandée par un contrôleur externe, elle peut également être utilisée pour automatiser les essais, par exemple en modifiant les conditions de charge en fonction de l’objectif.
Fonctions des charges électroniques
Les charges électroniques sont dotées d’amplificateurs intégrés composés de transistors bipolaires, de FET, etc., qui contrôlent le courant absorbé (courant de charge). Les fonctions caractéristiques sont décrites ci-dessous.
1. Consommation d’énergie/Méthode de conversion
La méthode de consommation/conversion dépend du type de charge électronique.
Charges électroniques à conversion thermique
La puissance consommée dans la charge électronique est convertie en chaleur par les éléments semi-conducteurs composant l’amplificateur. Il s’agit apparemment du même effet que lorsque le courant circule dans une résistance mais les éléments semi-conducteurs génèrent de la chaleur. Un mécanisme de dissipation de la chaleur est ainsi nécessaire.
Charges électroniques de type régénération de puissance
La puissance absorbée par une charge électronique est convertie en courant alternatif par un onduleur. Le courant converti est renvoyé dans le réseau de distribution. Aussi, la consommation d’énergie est faible et la dissipation de la chaleur est relativement simple. Toutefois, comme l’énergie électrique régénérée est renvoyée vers le réseau électrique, elle est limitée aux environnements où le fonctionnement connecté au réseau est possible.
2. Modes de fonctionnement des charges électroniques
Les charges électroniques sont généralement disponibles dans les quatre modes suivants, le plus approprié étant choisi en fonction de l’objectif de l’essai :
Mode courant constant
Dans ce mode, la charge électronique fonctionne avec un flux de courant constant défini, quelle que soit la tension d’entrée de la charge. La charge électronique est adaptée de manière à ce que le courant de charge reste constant même lorsque la tension de sortie de l’appareil testé fluctue.
Mode résistance constante
Dans ce mode, la valeur de la résistance réglée est maintenue constante comme une résistance fixe. Il se caractérise par le fait que la valeur de résistance réglée est maintenue sauf pendant la période transitoire qui suit immédiatement la mise sous tension. Comme le courant de charge varie linéairement avec la tension d’entrée, il est utilisé pour les tests de capacité des piles et des batteries, les tests de démarrage des équipements électroniques, etc.
Mode tension constante
Ce mode maintient la tension de sortie de l’appareil testé à une valeur constante. Si la tension de sortie de l’appareil testé fluctue, la charge électronique modifie le courant de charge pour maintenir une tension de sortie constante. Par conséquent, la tension de sortie de l’appareil testé reste constante, bien que le courant de charge fluctue.
Ils sont souvent utilisés pour tester les piles à combustible, les chargeurs de batterie, etc. Lors des tests de chargeurs de batterie, il est également possible de reproduire le comportement complexe de la tension de la batterie et de la tester à l’aide de charges électroniques.
Mode puissance constante
Dans ce mode, la charge électronique fonctionne de manière à consommer une quantité déterminée d’énergie. La tension de l’appareil testé est d’abord mesurée, la valeur du courant est calculée à partir de cette tension et de la valeur de puissance définie, et le courant est prélevé.
Comment choisir une charge électronique
Dans le cadre du développement et de la production de sources d’énergie telles que les blocs d’alimentation et les batteries, les charges électroniques sont essentielles lorsqu’il s’agit de tester les performances de chaque appareil. Les points suivants doivent être pris en compte lors de la sélection d’une charge électronique.
1. Capacité de puissance et tension de résistance
Si le dispositif testé est une alimentation, il doit en principe avoir une capacité de puissance qui couvre sa puissance de sortie maximale. Il est également essentiel que la spécification de la tension de tenue soit supérieure à la tension qui peut être effectivement appliquée.
2. Tensions minimales supportées par les charges électroniques
Les charges électroniques sont généralement difficiles à utiliser dans la plage de tension inférieure. La tension minimale qu’une charge électronique peut supporter est appelée tension minimale de fonctionnement. Comme indiqué plus haut, les charges électroniques contrôlent le courant qui circule dans un amplificateur composé de transistors bipolaires ou de FET. Par conséquent, si la tension est inférieure à la tension à laquelle cet amplificateur fonctionne, la charge électronique ne fonctionnera pas correctement.
Par conséquent, le courant ne peut pas être tiré à une tension inférieure à une certaine tension. En d’autres termes, si la tension aux deux extrémités de la charge électronique est inférieure à la tension minimale de fonctionnement, celle-ci ne fonctionnera pas.
3. Température ambiante et durée
Pour les charges électroniques, il faut faire attention à la spécification de la température ambiante qui garantit la charge maximale. Il faut notamment tenir compte du fait que les charges électroniques à conversion thermique ne peuvent être utilisées qu’à des températures élevées. La température ambiante augmente en effet en raison de leur propre production de chaleur.
De plus, la durée pendant laquelle la charge maximale peut être maintenue peut être limitée. Les informations figurant dans le catalogue ou la fiche de spécification doivent être vérifiées à l’avance.