MAKALAH KELOMPOK 2. Converter AC to DC

Transkripsi

1 MAKALAH KELOMPOK 2 Converter AC to DC PENYUSUN No NRM Nama Mahasiswa Egy Nuralamsyah Dea Nurrohma Satriawan Muhammad Rizal Fahlevi PROGRAM STUDI PENDIDIKAN TEKNIK ELEKTRONIKA FAKULTAS TEKNIK - UNIVERSITAS NEGERI JAKARTA APRIL 2017

2 DAFTAR ISI Hal HALAMAN JUDUL... DAFTAR ISI... i iii RINGKASAN... 1 A. PENDAHULUAN... B. TUJUAN PENULISAN C. PEMBAHASAN... D. KESIMPULAN... DAFTAR PUSTAKA... ii

3 RINGKASAN Penyearah gelombang (rectifier) adalah bagian dari power supply / catu daya yang berfungsi untuk mengubah sinyal tegangan AC (Alternating Current) menjadi tegangan DC (Direct Current). Ada 3 bagian utama dalam penyearah gelombang pada suatu power supply yaitu, penurun tegangan (transformer), penyearah gelombang / rectifier (diode) dan filter (kapasitor). Ada 2 jenis rangkaian penyearah yaitu rangkaian penyearah setengah gelombang dan rangkaian penyearah gelombang penuh. Makalah Kelompok 2 Mata Kuliah Elektronika Daya

4 A. PENDAHULUAN Arus listrik terdiri atas dua macam, yaitu arus searah (direct current) dan arus bolak balik(alternating current). Arus bolak-balik adalah metode yang serinng dipakai untuk mendistribusikan listrik karena menawarkan beberapa keunggulan dibandingkan DC, termasuk biaya distribusi yang lebih rendah dan cara sederhana untuk mengkonversi antara tingkat tegangan berkat penemuan transformator. Kebutuhan sumber listrik yang dibutuhkan bisa jadi berbeda dengan sumber listrik yang tersedia, termasuk juga pengaturan karakteristik sumber listrik tersebut. Biasanya peralatan elektronik membutuhkan arus searah sebagai catu dayanya. Bagian utama atau boleh dikatakan jantung suatu catudaya adalah rangkaian penyearah yang mengubah gelombang sinus AC menjadi deretan pulsa DC. Ini merupakan dasar atau langkah awal untuk memperoleh arus DC halus yang dibutuhkan oleh suatu peralatan elektronik. Makalah Kelompok 2 Mata Kuliah Elektronika Daya

5 B. TUJUAN PENULISAN Makalah ini dibuat bertujuan untuk : 1. Mengetahui prinsip dasar sebuah rangkaian penyearah. 2. Mengetahui jenis-jenis rangkaian penyearah. 3. Mengetahui cara kerja dari sebuah rangkaian penyearah. 4. Memenuhi tugas dari mata kuliah Elektonika Daya. Makalah Kelompok 2 Mata Kuliah Elektronika Daya

6 C. PEMBAHASAN Penyearah gelombang (rectifier) adalah bagian dari power supply / catu daya yang berfungsi untuk mengubah sinyal tegangan AC (Alternating Current) menjadi tegangan DC (Direct Current). Komponen utama dalam penyearah gelombang adalah diode yang dikonfiguarsikan secara forward bias. Dalam sebuah power supply tegangan rendah, sebelum tegangan AC tersebut di ubah menjadi tegangan DC maka tegangan AC tersebut perlu di turunkan menggunakan transformator stepdown. Ada 3 bagian utama dalam penyearah gelombang pada suatu power supply yaitu, penurun tegangan (transformer), penyearah gelombang / rectifier (diode) dan filter (kapasitor) yang digambarkan dalam blok diagram berikut. 1. Rangkaian Penyearah Setengah Gelombang ( Half Wafe Rectifier ) Penyearah setengah gelombang (half wave rectifer) hanya menggunakan 1 buah diode sebagai komponen utama dalam menyearahkan gelombang AC. Prinsip kerja dari penyearah setengah gelombang ini adalah mengambil sisi sinyal positif dari gelombang AC dari transformator. Pada saat transformator memberikan output sisi positif dari gelombang AC maka diode dalam keadaan forward bias sehingga sisi positif dari gelombang AC tersebut dilewatkan dan pada saat transformator memberikan sinyal sisi negatif gelombang AC maka dioda dalam posisi reverse bias, sehingga sinyal sisi negatif tegangan AC tersebut ditahan atau tidak dilewatkan Makalah Kelompok 2 Mata Kuliah Elektronika Daya

7 Gambar 1 Rangkaian Penyearah Setengah Gelombang a. Skema Rangkaian b. Bentuk Gelombang Tegangan setengah gelombang menghasilkan arus beban satu arah, artinya arus mengalir hanya pada satu arah, tegangan setengah geombang tersebut merupakan tegangan DC yang bergerak naik sampai nilai max dan turun sampai nol dan tetap nol selama siklus setengah negatif Setengah Gelombang Ideal : Vp (out) = Vp(in) Tujuan dari rangkaian penyearah adalah untuk memperoleh arus searah dari sumber arus bolak balik, dan kemampuan menyearahkannya dapat dilihat dengan menghitung besarnya komponen arus searah atau harga rata-rata pulsa searahnya, yaitu: V dc = V m = 0,318 V π m I dc = V DC = 0,318 V m R R Besarnya Im adalah : I m = I 2 = 1,414 I sehingga I DC 1,414 I π = 0,45 I Tegangan dan arus rms (efektif) V rms = V m = 0,5 V 2 m I rms = V rms = 0,5 x V m R R 2. Penyearah Gelombang Penuh Untuk memperoleh perataan yang lebih sempurna, maka dipakailah dua buah dioda sebagai penyearah rangkap. Dari rangkaian penyearah ½ gelombang telah kita ketahui bahwa beban hanya dilalui arus selama setengah perioda. Sehingga untuk mendapatkan arus selama satu perioda secara penuh dilakukan dengan menambah satu dioda lagi, dengan tujuan menyearahkan setengah gelombang lainnya. Makalah Kelompok 2 Mata Kuliah Elektronika Daya

8 Gambar 2. Rangkaian Penyearah Gelombang Penuh a. Rangkaian b. Bentuk Gelombang Besarnya harga rata-rata pulsa arus yang melalui beban adalah dua kali harga rata-rata penyearah setengah gelombang yaitu: I DC = 2 I m π Sedangkan harga rata-rata tegangan searahnya adalah: 3. Rectifier Jembatan V dc = 2 V m π = 0,636 V m Rangkaian penyearah sistim jembatan ini adalah rangkaian penyearah gelombang penuh tetapi tidak menggunkan center tap pada trafonya (seperti pada penyearah gelombang penuh yang menggunakan 2 buah dioda). Gambar 3. Rangkaian Penyearah Jembatan a. Rangkaian b. Bentuk Gelombang Pada saat A positi sementara B negatif, maka jalannya arus setengah siklus perioda pertama adalah dari titik A+ melalui D1, RL D3 dan kembali ke sumber. Dalam gambar ditunjukkan dengan tanda panah warna merah. Selanjutnya setengah siklus perioda berikutnya adalah titik B menjadi positif dan Makalah Kelompok 2 Mata Kuliah Elektronika Daya

9 titik A jadi negative, sehingga jalannya arus adalah dari titik B+ menuju D2, RL,D4 dan kembali ke sumber. Demikian seterusnya untuk proses berikutnya kembali lagi titik A jadi positif dan titik B negative demikian seterusnya setiap setengah perioda, dan gelombang outputnya seperti ditunjukkan pada gambar diatas. 4. Penapis / Filter Kapasitor Filter dalam rangkaian penyearah digunakan untuk memperkecil tegangan ripple, sehingga dapat diperoleh tegangan keluaran yang lebih rata, baik untuk penyearah gelombang setengah maupun gelombang penuh. Filter diperlukan karena rangkaian rangkaian elektronik memerlukan sumber tegangan DC yang tetap, baik untuk keperluan sumber daya dan pembiasan yang sesuai operasi rangkaian.gambaran rangkaian penyearah dengan filter, ditunjukkan pada gambar berikut ini. Gambar 4. pemakaian filter pada penyearah 4.1 Filter setengah gelombang Keluaran pada penyearah setengah gelombang merupakan keluaran yang masih kasar. Untuk mengatasi hal tersebut maka pada rangkaian ditambahkan komponen kapasitor. Kapasitor yang digunakan dipasang parallel terhadapa beban R, seperti yang ditunjukkan pada gambar berikut ini: Gambar 4.1 Penyearah setengah gelombang dengan filter Kapasitor yang dipasang pada rangkaian akan menyaring atau menghaluskan keluaran yang masih kasar tersebut sehingga keluaran yang terbentuk adalah keluaran yang berbentuk riplle. Makalah Kelompok 2 Mata Kuliah Elektronika Daya

10 Gambar 4.2 Gelombang ripple hasil pemfilteran kapasitor(half Wave) 4.2 Filter Gelombang Penuh Salah satu cara untuk mengurangi riak adalah dengan mengunakan penyearah gelombang penuh atau penyearah jembatan. Jadi frekuensinya menjadi 2x frekuensi setengah gelombang. kapasitornya diisi dua kali lebih sering dan hanya mempunyai setengah waktu pembuangan. Akibatkannya riak menjadi lebih kecil dan tegangan keluaran DC-nya lebih mendekati tegangan puncak. Gambar 4.3 Gelombang ripple hasil pemfilteran kapasitor (Full wave) 4.3 Tegangan Ripple (Vrip) Kapasitor mengisi (charges) dengan cepat pada awal siklus sinyal dan membuang (discharges) dengan lambat setelah melewati puncak positif (ketika dioda dibias mundur). Variasi pada tegangan keluaran untuk dua kondisi, mengisi dan membuang, disebut dengan tegangan ripple (ripple voltage). Semakin kecil ripple, semakin baik penfilteran. Tegangan riak pada penapis gelombang penuh atau jembatan besarnya adalah : V rip f C I V rip = = Tegangan ripple ke puncak = frekuensi ripple = Kapasitansi = Arus beban DC I fc Makalah Kelompok 2 Mata Kuliah Elektronika Daya

11 D. KESIMPULAN Penyearah gelombang (rectifier) adalah bagian dari power supply / catu daya yang berfungsi untuk mengubah sinyal tegangan AC (Alternating Current) menjadi tegangan DC (Direct Current). Ada 2 penyearah gelombang yaitu : Penyearah setengah gelombang Penyearah gelombang penuh Dalam penyearah gelombang penuh pun ada yang menggunakan dua diode saja namun ada juga yang menggunakan diode bridge (jembatan). Dalam proses penyearahan dari arus AC menjadi DC, bentuk gelombang yang terbentuk pun masih kasar, karena itu dibutuhkan capasitor pada rangkaian penyearah. Capasitor yang dipasang pada rangkaian penyearah akan menyaring atau menghaluskan keluaran yang masih kasar tersebut sehingga keluaran yang terbentuk adaah keluaran yang berbentuk ripple. Makalah Kelompok 2 Mata Kuliah Elektronika Daya

12 DAFTAR PUSTAKA Rasyid, Muhammad H. (1999), Elektronika Daya, Jakarta : PT Prenhallindo Albert Paul, Malvino. 1996, Prinsip-Prinsip Elektronika (Edisi Kedua). Jakarta : Erlangga ElectronicsTutorial, AC\DC converter, (diakses 23 April 2017) Makalah Kelompok 2 Mata Kuliah Elektronika Daya

13 KETENTUAN PENYUSUNAN MAKALAH KELOMPOK 1. Disusun berkelompok (3-5 orang) 2. Judul sesuai yang diberikan dosen pengampu 3. Menggunakan minimal 3 referensi pustaka 4. Diketik pada kertas A4; Huruf Times New Roman 12; Spasi 1,5 5. Jumlah minimal halaman 5 (hanya isi makalah) 6. Dijilid cover depan plastic bening, cover belakang kertas biru 7. Setiap makalah dibuatkan SLIDE PRESENTASINYA, minimal 5 Slides. TANGGAL PENGUMPULAN Jum at, 28 APRIL 2017 HARDCOPY DAN SOFTCOPY (DI- KE: myusro@gmail.com) Konfirmasi WA : Makalah Kelompok 2 Mata Kuliah Elektronika Daya