Charge résistive

Nous avons réalisé une charge résistive DC réglable qui accepte 100V 10A (voire 20A) max. 

(Évidemment la charge ne supporte pas 100V et 10A en même temps :-)

Le circuit et la réalisation sont très simples : 

il est basé sur un Mosfet N RFP22N10 : 100V, 22A, 0.08Ω max.

A peu près n'importe quel Mosfet N suffisamment puissant peur convenir...

La tension VGS doit pouvoir évoluer de :

•  2.5V (courant Id ~0) : Mosfet bloqué

• à 4V : Rdson = 40mΩ : Mosfet "saturé"

La tension est réglée par un potentiomètre 10kΩ 10 tours relié au 0V à travers un ajustable de 22kΩ (pour régler le seuil bas à ~2.5V) et relié au +5V à travers un autre ajustable de 22kΩ (pour régler le seuil haut à ~4V) en série avec un interrupteur marche. (pour déconnecter la charge sans la dérégler).

Nous avons ajouté un petit module économique voltmètre/ampèremètre 100V-10A.

Si l’on veut exploiter les 22A du Mosfet, il faudrait ajouter un shunt.

Le tout est alimenté en 5V par une embase USB-C. La charge est reliée à 2 embases bananes noire et rouge.

Évidemment, le Mosfet présente une « résistance variable » réglable dans un sens et une diode de puissance (100V 22A) dans l’autre. Le tout est installé dans un profilé aluminium sur la partie arrière duquel est fixé le Mosfet via un isolant et une rondelle isolante. La charge n’est pas prévue pour dissiper une forte puissance longtemps. Sinon, il faudrait ajouter un gros radiateur et une ventilation forcée. 

Les composants nécessaires en vrac :

• Le profilé aluminium (fenêtre) découpé à l=120

• Le module voltmètre 100V, ampèremètre 10A DC (que l'on peut alimenter en 5V)

• Un des ajustables 22kΩ

• Les 8 entretoises M3x10 qui seront collées (Araldite dans les 8 coins intérieurs du profilé pour fixer les coté en aluminium e2

• Les 8 vis M3x10 correspondantes

• L'interrupteur à bascule

• L'embase USB-C (livrée soudée sur une petite platine et soudée à un petit circuit imprimé pour connecter facilement le 0V et le +5V)

• Le Mosfet N RFP22N10 et l'isolant

• Le potentiomètre de 10kΩ 10 tours avec son bouton (imprimé en 3D)

• Les embases bananes rouges et noires

• Il ne manque que les 2 tôles aluminium e2 pour réaliser les côtés

Nous n'avons pas utilisé un côté comme face avant faute de place dans notre profilé. Ça rend l'électronique moins accessible...

Le coffret aluminium terminé :

Réalisation : une fois les éléments assemblés : (prévoir des fils avec une section suffisante pour le circuit de puissance)

• On connecte un ohmmètre (dans le bon sens) aux bornes de la charge

• On alimente la charge par l’USB (la consommation, autour de 20mA, est négligeable)

• On met l'interrupteur sur Marche

• On règle progressivement les deux ajustables pour que, potentiomètre à fond à gauche, la résistance du Mosfet soit "infinie". Disons au moins quelques kΩ

• Et que, potentiomètre à fond à droite, la résistance ne diminue plus (autour de 10 ou 20 mΩ).

Attention, les 2 réglages sont, évidemment, interdépendants. Pour aller plus vite, on peut prérégler les ajustables pour obtenir 2.5V au pied du potentiomètre et 4V en haut soit : 16.7kΩ pour l'ajustable du bas et 6.7kΩ pour l'ajustable du haut. Le réglage exact dépend du Mosfet.

Vue de l'intérieur de la charge où l'on voit 4 des 8 entretoises collées au boitier à l'Araldite, les 2 ajustables de 22kΩ, l'interrupteur en noir, le potentiomètre 10kΩ 10 tours en bleu. Devant le Mosfet que l'on perçoit : un shunt provisoire d'environ 10mΩ. Attention à la variation selon la température et les effets de thermocouple avec les shunts "maison" !

Et voilà ! La charge est opérationnelle pour tester une batterie, une pile ou une alimentation stabilisée.

Encore une fois, si elle doit encaisser une puissance importante pendant un temps long (plus d'un quart d'heure), il faudrait monter le Mosfet sur un radiateur plus conséquent avec un thermostat pour déclencher une ventilation forcée...

On pourrait aussi rajouter un ou deux amplificateurs opérationnels pour réguler en courant...

Vue de la charge terminée avec les deux côtés et les pieds adhésifs autocollants avec le module qui affiche la tension (13.3V) et l'intensité (0.44A).

Thats All Folks !

Créé le 26/02/2025

A jour le 05/07/2025