BADAN TENAGA NUKLIR NASIONAL PUSAT TEKNOLOGI AKSELERATOR DAN PROSES BAHAN Jl. Babarsari Kotak Pos 6101 Ykbb, Yogyakarta 55281

Transkripsi

1 BADAN TENAGA NUKLIR NASIONAL PUSAT TEKNOLOGI AKSELERATOR DAN PROSES BAHAN Jl. Babarsari Kotak Pos 6101 Ykbb, Yogyakarta 55281

2 Page 2 Telah dilakukan pembuatan penguat pendorong generator RF untuk siklotron proton 13MeV. Generator RF akan digunakan sebagai sumber tegangan pemercepat bolak-balik siklotron DECY-13 rancangan PTAPB-BATAN. Berdasarkan dokumen rancangan dasar siklotron Decy-13 yang telah dibuat, sumber tegangan bolak-balik bekerja pada frekuensi 77,667 MHz dengan daya RF ±10 kw. Pada penelitian sebelumnya telah selesai dibuat RF exciter menggunakan teknik Direct Digital Synthesizer (DDS). Agar exciter dapat mendorong penguat daya RF diperlukan penguat pendorong yang keluarannya mampu untuk mengendalikan keluaran daya RF yang diharapkan. Penguat pendorong RF yang saat ini banyak digunakan untuk aplikasi akselerator adalah teknologi transistor LDMOS. Setelah membandingkan beberapa tipe transistor LDMOS prototip yang telah selesai dibuat dipilih menggunakan transistor LDMOS tipe BLF578. Hasil pengujian penguat pendorong dengan tegangan kerja 42 V dc dan keluaran daya RF 400 W, diperlukan arus 15,3 A dan daya pendorong 1,4 W. Setelah dilakukan perhitungan data hasil pengujian, diperoleh nilai koefisien korelasi linier antara masukan dan keluaran R 2 =0,992, power gain 23,98 24,88, power-added efficiency 62 % dan disipasi panas tertinggi 270 W. Dari hasil pengujian dapat disimpulkan bahwa prototip sudah berfungsi dan hasilnya sesuai yang diharapkan, namun pendingin transistor BLF578 masih perlu disempurnakan agar saat dioperasikan, panas yang ditimbulkan masih dalam batas aman.

3 Page 3

4 DDS RF exciter 10 Watt Penguat pendorong LDMOS 300 Watt Penguat Daya RF 10 kw RF Out Page 4

5 LCD Panel LMB 62ADC Trip/Alarm Drv. pwr Arus Tegangan Atmega16 Penampil & Sistem Trip Forward Reflect 1 2 RF input Atenuasi RF Suhu Penguat RF Klas-AB LDMOS-BLF578 Directional Coupler RF out Switching Power Supply 48 V dc Pengatur Catu Daya V dc 1.Drain 1 2.Drain 2 3.Gate 1 4.Gate 2 5.Source Page 5

6 Pengujian dilakukan dengan memberi masukan sinyal RF berasal dari RF DDS exciter yang daya RF keluarannya dapat diatur dari 0 10 Watt. Penguat RF pendorong daya keluarannya diukur menggunakan Bird RF Directional Thruline Wattmeter Model 43 dan sebagai beban keluaran digantikan dengan resistor yang impedansinya sesuai dengan keluaran penguat RF pendorong yaitu dummy resistor 50 Ω RF DDS Exciter Penguat RF Pendorong LDMOS-BLF578 Bird RF Directional Thruline Wattmeter Model 43 Page 6

7 Modul penguat RF LDMOS BLF Resistor atenuasi 3. Blower pendingin 4. Catu daya switching 48 V dc 5. Modul pengatur tegangan catu daya transitor BLF Trafo catu daya blower 7. Catu daya 12 V dc 8. Modul mikrokontroler Atmega16 9. Panel LCD LMB162AD 10.Kipas penghisap udara Page Switch ON/OFF 2. Tombol reset trip 3. Tombol pemilihan menu operasi 4. Liquid Crystal Display 5. Indikator trip: CURR (arus penguat RF) VDD (tegangan penguat RF) REFL (Refected power) TEMP (suhu pendingin penguat RF) 6. Konektor DB-9 (RS-232)

8 Keluaran Daya RF [W] y = 310.6x R² = Masukan Daya RF [W] Dari data grafik telah dilakukan perhitungan dan diperoleh persaman regresi linier y = 310,6x - 22,73 dengan R 2 = 0,992 sehingga dapat disimpulkankan bahwa antara masukan dan keluaran daya RF mempunyai korelasi yang sangat kuat. Page 8

9 Gain [db] P gain = 10* LOG( P out in ) Keluaran daya RF [W] Hasil pengukuran dan perhitungan diperoleh power gain penguat pendorong dengan rentang gain 23,98 24,88. Hasil ini sesuai dengan Product data sheet Power LDMOS transistor BLF578 Rev.02 4 Feb. 2010, yang mana dinyatakan bahwa power gain BLF578 minimum 24 dan tipikal-nya adalah 25. Page 9

10 PAE [%] Keluaran daya RF [W] Pada keluaran daya RF 400 Watt diperoleh PAE 62 %. Hasil ini cukup memuaskan, meskipun masih harus ditingkatkan karena Product data sheet Power LDMOS transistor BLF578 dinyatakan bahwa PAE 70 %. Page 10

11 Disipasi Daya RF [W] Keluaran Daya RF [W] Disipasi tertinggi keluaran daya RF 400 Watt adalah 270 Watt sehingga perlu diperhatikan apakah pendingin yang terpasang sudah memenuhi syarat karena luasan flens pendingin BLF578 adalah 4,25 cm 2 Page 11

12 Telah selesai dibuat penguat pendorong generator RF untuk siklotron DECY-13 menggunakan teknologi transistor LDMOS BLF578. Penguat pendorong RF telah diuji dengan tegangan kerja 42 Volt, masukan daya RF mulai 0,1 1,3 Watt dan diperoleh keluaran daya RF Watt. Pada keluaran daya 400 Watt penguat RF pendorong menarik arus 15,3 A. Data hasil pengujian setelah dihitung diperoleh: nilai koefisien korelasi linier antara masukan dan keluaran R 2 = 0,992, power gain 23,98 24,88, Power-added efficiency 62 % dan disipasi panas tertinggi 270 W. Meskipun prototip sudah berhasil dibuat dan hasilnya sesuai yang diharapkan, tetapi pendingin transistor BLF578 masih perlu disempurnakan agar pada saat dioperasikan secara kontinyu panas yang ditimbulkan masih dalam batas aman. Page 12

13 Page 13