Makalah Elektronik Daya Rangkaian Chooper
Oke Sobat Edukasi, Kali ini saya akan membahas rujukan makalah elektronik daya rangkaian coopper, Sebelumnya saya telah membahas mengenai GAYA GERAK LISTRIK, Untuk lebih lengkapnya silahkan teman baca artikel ini
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Catu daya berfungsi untuk menkonversikan satu bentuk sumber listrik ke beberapa beberapa bentuk tegangan dan arus yang dibutuhkan oleh satu atau lebih beban listrik. Sistem catu-daya modern ketika ini bekerja dalam mode pensaklaran, switching, dan memiliki efisiensi yang jauh lebih tinggi dibandingkan dengan sistem catu-daya linier. Salah satu komponen utama dari sistem catu daya mode pensaklaran yaitu konverter dc-dc (DC Chopper) yang berfungsi untuk mengkonversikan daya elektrik bentuk dc (searah) ke bentuk dc lainnya. DC Chopper yaitu salah satu bentuk aplikasi yang bekerjasama dengan tegangan DC, hal ini dibahas dikarenakan tegangan searah (DC) pada sistem tenaga listrik ketika ini sangat dibutuhkan. Hal ini sanggup kita ditemui pada banyak sekali macam peralatan rumah tangga disekitar kita.
1.2 Rumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang di atas maka sanggup diambil rumusan duduk kasus sebagai berikut:
a. Apa yang pengertian dari konverter ?
b. Apa saja macam-macam konverter ?
c. Bagaimana klarifikasi perihal konverter DC-DC (DC Chopper)?
d. Apa saja macam-macam DC Chopper?
e. Bagaiamana prinsip kerja dari masing-masing jenis DC Chopper?
Baca Juga : KATA BIJAK IMAM SYAFI'I
1.3 Tujuan
a. Memahami perihal apa itu konverter beserta jenisnya.
b. Mengetahui perihal apa itu DC Chopper beserta jenisnya.
c. Mengetahui prinsip kerja dari masing-masing jenis DC Chopper.
1.4 Metode Penulisan
1.4.1 Metode Literatur
Literatur yaitu materi atau sumber ilmiah yang biasa dipakai untuk menciptakan suatu karya tulis atau pun aktivitas ilmiah lainnya. Literatur ini ibarat dengan daftar pustaka atau referensi. Jika anda kebingungan untuk mencari materi dari suatu ilmu pengetahuan, maka anda akan mencari referensi ke sumber lain. Referensi ke sumber lain itulah yang dinamakan literatur. Bentuk dari literatur bisa berupa softcopy atau hardcopy. Yang dimaksud softcopy yaitu materi atau referensi yang berbentuk data komputer, sedangkan hardcopy yaitu materi atau referensi yang berbentuk buku dan telah tercetak di kertas.
1.4.2 Metode Searching
Searching berarti pencarian suatu situs yang belum diketahui secara niscaya alamat yang dimiliki. Dalam melaksanakan searching biasanya memakai search engine sebagai mesin pembantu dalam pencarian situs tersebut. Search engine yaitu sebuah akomodasi (web) yang bisa mencari links dari situs lain. Ada banyak sekali macam search engine yang bisa dipakai dalam searching, yaitu yahoo, google, altavista, lycos, astaga, msn, dan lain sebagainya.
1.5 Sistematika Penulisan
Dalam penyusunan makalah proses peleburan baja ini, penulis telah menyusun secara sistematis menjadi 5 (lima) belahan yaitu sebagai berikut :
1.5.1 BAB I PENDAHULUAN
Terdiri dari latar belakang, rumusan masalah, tujuan, metode penulisan dan sistematika penulisan.
1.5.2 BAB II PEMBAHASAN
Terdiri dari pengertian konverter, jenis konverter, pengertian DC Chopper, jenis DC Chopper dan prinsip kerja dari DC Chopper.
1.5.3 BAB III PENUTUP
Terdiri dari kesimpulan.
Baca Juga : MAKALAH KODE ETIK PERBANKAN
BAB II
DASAR TEORI
2.1 Pengertian Konverter
Konverter berfungsi untuk mengubah sinyal listrik dari satu bentuk ke bentuk lain yang dibutuhkan. Terdapat empat macam konverter, yaitu:
1. Cycloconverter (konverter AC ke AC)
2. Rectifier (konverter AC ke DC)
3. Inverter (konverter DC ke AC)
4. Chopper (konverter DC ke DC)
2.1.1 Cylcoconverter (Konverter AC ke AC)
Cycloconverter atau bisa juga disebut dengan cycloinverter berfungsi untuk konversi suatu bentuk gelombang AC, menjadi gelombang AC yang lain untuk frekuensi lebih tinggi atau yang lebih rendah. Cycloconverter yang telah dirancang sebagian besar untuk aplikasi tiga fasa, sekalipun bisa juga dibentuk untuk satu fasa. Kelebihan utama cycloconverter yaitu kehilangan daya konduksi maju (forward conduction) yang rendah. Hal ini alasannya yaitu konverter tegangan AC frekuensi tinggi ke tegangan AC frekuensi rendah tidak memerlukan filter cycloconverter.
Problem utama cycloconverter adalah sangat tidak praktis, sehingga mudah jarang dipakai di lapangan. Problem yang lain yaitu munculnya noise atau harmonik pada penggunaan switch gelombang AC, yang besarnya dipengaruhi oleh frekuensi input gelombang. Munculnya harmonik yang nilainya variabel ini menyulitkan desain filternya.
Input cycloconverter di buat tetap, baik amplitudo tegangan maupun frekuensi, sedangkan outputnya dibentuk variabel (amplitudo dan frekuensi). Output cycloconverter umumnya didesain berdaya besar (orde Megawatt). Komponen utama yang dipakai sebagai pengendali umumnya memakai SCR, sekalipun dalam beberapa aplikasi daya rendah lebih dipilih TRIAC.
Gambar 2.1 Prinsip Kerja Single Phase Cycloconverter
Baca Juga : 7 HAL YANG DILIHAT PENGGALI KUBUR
2.1.2 Rectifier (Konverter AC ke DC)
Dalam sebuah penyearah tak terkontrol, tegangan DC konstan pada output berbeda dari suplai AC pada input. Dalam sebuah penyearah setengah gelombang, tegangan DC ariable pada output dengan arus dan tegangan nyata dinamakan drive kuadran satu (single quadrant drive). Dengan penyearah gelombang penuh, tegangan DC berpolaritas positif/variable dan arus dalam arah nyata dinamakan drive kuadran dua (double quadrant drive). Penyearah gelombang penuh memiliki alat-alat komutasi ibarat GTO (gate turn-off thyristors) dan power transistor. Ini merupakan suatu pengendali kuadran satu atau pengendali kuadran dua. Jika dipakai dengan sebuah penyearah gelombang penuh, sanggup bervariasi empat fungsionalitas kuadran, yakni, tegangan dan juga arus dalam kedua arah.
Gambar 2.2 Rectifier
2.1.3 Inverter (konverter DC ke AC)
Penggunaan inverter untuk menjamin tegangan AC berfrekuensi variabel pada output dari tegangan DC tetap yang diberi pada inputnya. Ini yaitu jenis sumber tegangan atau jenis sumber arus. Arus atau tegangan output sanggup diubah bersama dengan frekuensi melalui tegangan input DC yang bervariasi. Ini terjadi dengan memberi tegangan DC ke inverter melalui sebuah penyearah. Tegangan variabel, frekuensi AC variabel bisa diperoleh dengan memakai PWM (pulse width modulation) untuk pengontrolan inverter.
Gambar 2.3 Inverter
2.1.4 DC Chopper (Konverter DC ke DC)
Konverter DC-DC merupakan salah satu jenis rangkaian elektronik daya yang berfungsi untuk mengkonversi tegangan masukan searah konstan menjadi tegangan keluaran searah yang sanggup divariasikan menurut perubahan duty cycle rangkaian kontrolnya. Sumber tegangan dc dari konverter DC-DC sanggup diperoleh dari baterai, atau dengan menyearahkan sumber tegangan ac yang kemudian dihaluskan dengan filter kapasitor untuk mengurangi riak (ripple).
Berikut yaitu diagram blok dari konverter DC-DC :
 |
Gambar 2.4 Blok Diagram Konverter DC-DC |
Pengubah daya DC-DC (DC-DC Converter) tipe peralihan atau dikenal juga dengan sebutan DC Chopper dimanfaatkan terutama untuk penyediaan tegangan keluaran DC yang bervariasi besarannya sesuai dengan undangan pada beban. Komponen yang dipakai untuk menjalankan fungsi penghubung tersebut tidak lain yaitu switch (solid state electronic switch) ibarat contohnya Thyristor, MOSFET, IGBT, GTO. Berikut yaitu blok diagram dari DC Chopper beserta sumber masukannya :
Baca Juga : CONTOH MAKALAH PENCAIRAN KREDIT
 |
Gambar 2.5 Diagram Blok DC Chopper Beserta Sumber Masukan |
2.2 Macam-Macam DC Chopper
Konverter DC-DC berlaku ibarat halnya trafo/transformer yang mengubah tegangan AC tertentu ke tegangan AC yang lebih tinggi atau lebih rendah. Tidak ada peningkatan ataupun pengurangan daya masukan selama pengkonversian bentuk energi listriknya, sehingga secara ideal persamaan dayanya sanggup dituliskan dengan persamaan sebagai berikut :
Berdasarkan klarifikasi perihal definisi DC Chopper, DC Chopper sanggup dibedakan menjadi beberapa macam diantara lain sebagai berikut :
2.2.1 Buck Konverter
Konverter jenis buck merupakan konverter penurun tegangan yang mengkonversikan tegangan masukan DC menjadi tegangan DC lainnya yang lebih rendah. Seperti terlihat pada gambar 2, rangkaian ini terdiri terdiri atas satu saklar aktif (MOSFET), satu saklar pasif (diode), kapasitor dan induktor sebagai tapis keluarannya.
Gambar 2.6 Rangkaian konverter DC-DC tipe buck
Untuk tegangan kerja yang rendah, saklar pasif (dioda) sering diganti dengan saklar aktif (MOSFET) sehingga susut daya pada saklar bisa dikurangi. Apabila memakai 2 saklar aktif, kedua saklar ini akan bekerja secara bergantian, dan hanya ada satu saklar yang menutup setiap saat. Nilai rata-rata tegangan keluaran konverter sebanding dengan rasio antara waktu penutupan saklar (saklar konduksi/ON) terhadap periode penyaklarannya. Biasanya nilai faktor daya ini tidak lebih kecil dari 0.2, alasannya yaitu jikalau dioperasikan pada rasio tegangan yang lebih tinggi, saklar akan bekerja dibawah keandalannya dan menimbulkan efisiensi konverter turun. Untuk rasio (Vd/Ed) yang sangat tinggi, biasanya dipakai konverter DC-DC yang terisolasi atau topologi yang dilengkapi dengan trafo.
Gambar 2.7 Tegangan Rata-Rata Buck Converter
Gambar 2.8 Persamaan Tegangan Buck Converter
Analisis riak arus keluaran diharapkan untuk bisa mendesain tapis atau filter keluaran konverter DC-DC. Dari persamaan di bawah ini, terlihat bahwa untuk mendapat riak arus keluran konverter buck yang kecil, diperlukan tapis induktor (L) yang nilainya akan semakin kecil dengan meningkatkan frekuensi penyaklaran. Riak arus keluaran konverter DC-DC akan bernilai maksimum apabila konverter bekerja pada duty cycle (d) = 0,5.
Baca Juga : MAKALAH KODE ETIK PERBANKAN
Gambar dibawah ini yaitu kondisi arus yang mengalir di tapis induktor pada ketika konverter DC-DC bekerja pada kondisi kritis. Yang dimaksud dengan kondisi kritis disini yaitu kondisi dimana arus di induktor mengalir ke beban hingga sempurna bernilai nol pada ketika saklar OFF, atau induktor bekerja sebagai sumber arus. Dari gambar terlihat bahwa arus yang mengalir di induktor sebanding dengan nilai dari riak arus keluaran. Pada kondisi ini, dari gambar terlihat bahwa nilai riak arus keluran rata-rata sebanding dengan 1/2 riak arus puncak ke puncak yang sanggup dihitung dengan persamaan sebagai berikut:
Gambar 2.10 Penyaklaran pada Kondisi Kristis
Gambar 2.11 Bentuk Gelombang Kondisi Diskontinu
2.2.2 Boost Converter
Konverter boost berfungsi untuk menghasilkan tegangan keluaran yang lebih tinggi dibanding tegangan masukannya, atau biasa disebut dengan konverter penaik tegangan. Konverter ini banyak dimanfaatkan untuk aplikasi pembangkit listrik tenaga surya dan turbin angin.
Skema konverter jenis ini sanggup dilihat pada gambar 3 dan gambar 4, dimana komponen utamanya terdiri atas MOSFET, dioda, induktor, dan kapasitor. Jika saklar MOSFET pada kondisi tertutup, arus akan mengalir ke induktor sehingga menimbulkan energi yang tersimpan di induktor naik. Saat saklar MOSFET terbuka, arus induktor ini akan mengalir menuju beban melewati dioda sehingga energi yang tersimpan di induktor akan turun. Rasio antara tegangan keluaran dan tegangan masukan konverter sebanding dengan rasio antara periode penyaklaran dan waktu pembukaan saklar. Keunggulan dari konverter boost yaitu bisa menghasilkan arus masukan yang kontiniu.
Gambar 2.12 Rangkaian konverter DC-DC tipe boost
Karena arus masukan konverter sanggup dijaga kontinu, pada ketika konverter ini diserikan dengan penyearah dioda, konverter ini tidak menjadikan harmonisa pada arus sumber penyearah dioda. Atau dengan kata lain, arus sumber memiliki bentuk gelombang mendekati sinusoidal dengan faktor daya sama dengan satu.
Gambar 2.13 Rangkaian konverter DC-DC tipe boost + penyearah dioda (faktor daya satu)
Gambar 2.16 Efek Parasitik Komponen
2.2.3 Buck-Boost Converter
Konverter buck-boost dapat menghasilkan tegangan keluaran yang lebih rendah atau lebih tinggi daripada sumbernya. Skema konverter ini sanggup dilihat pada gambar 4. Rangkaian kontrol daya penyaklaran akan memperlihatkan sinyal kepada MOSFET. Jika MOSFET OFF maka arus akan mengalir ke induktor, energi yang tersimpan di induktor akan naik. Saat saklar MOSFET ON energi di induktor akan turun dan arus mengalir menuju beban. Dengan cara ibarat ini, nilai rata-rata tegangan keluaran akan sesuai dengan rasio antara waktu pembukaan dan waktu penutupan saklar. Hal inilah yang menciptakan topologi ini bisa menghasilkan nilai rata-rata tegangan keluaran/bebn bisa lebih tinggi maupun lebih rendah daripada tegangan sumbernya.
Gambar 2.17 Rangkaian konverter DC-DC tipe buck-boost
Berikut yaitu persamaan umum dan persamaan riak arus keluaran buck boost
Masalah utama dari konverter buck-boost yaitu membutuhkan tapis induktor dan kapasitor yang besar di kedua sisi masukan dan keluaran konverter, alasannya yaitu konverter dengan topologi ibarat ini menghasilkan riak arus yang sangat tinggi. Adapun yang perlu diperhatikan juga disini yaitu tegangan keluaran konverter buck-boost bernilai negatif atau berkebalikan dengan sumber tegangan masukan.
2.2.3 Konverter Cuk
Seperti halnya tipe buck-boost, konverter DC-DC topologi ini juga sanggup menghasilkan tegangan keluaran yang lebih kecil ataupun lebih besar daripada sumber tegangan. Dengan pelengkap induktor dan kapasitor pada sisi masukan, menciptakan topologi ini menghasilkan riak arus yang lebih kecil daripada topologi buck-boost.
Gambar 2.18 Konverter DC-DC tipe cuk
2.2.4 Konverter Sepic
Konverter topologi ini yaitu perbaikan dari topologi konverter DC-DC tipe cuk. Konverter topologi ini memungkinkan untuk menghasilkan tegangan keluaran yang berpolaritas sama dengan sumber tegangan masukan.
Gambar 2.19 Konverter DC-DC tipe SEPIC
