Perancangan dan Implementasi DC-DC Interleaved Buck Converter dengan Kapasitor Kopling

dokumen-dokumen yang mirip
PERANCANGAN DAN IMPLEMENTASI KONVERTER DC-DC SINGLE-INPUT MULTIPLE- OUTPUT BERBASIS COUPLED INDUCTOR

Desain dan Implementasi Soft Switching Boost Konverter Dengan Simple Auxillary Resonant Switch (SARC)

Perancangan dan Implementasi Konverter Boost Rasio Tinggi dengan Transformator Hybrid untuk Aplikasi Photovoltaic

Desain dan Simulasi Konverter Buck Sebagai Pengontrol Tegangan AC Satu Tingkat dengan Perbaikan Faktor Daya

DC-DC Step-Up Converter Rasio Tinggi Kombinasi Charge Pump dan Boost Converter untuk Catu Daya Motor Induksi pada Mobil Listrik

Sistem Perbaikan Faktor Daya Pada Penyearah Diode Tiga Phasa Menggunakan Hysteresis Current Control

BAB IV HASIL PENGUJIAN DAN PEMBAHASAN

Disain Konverter Charge Pump Rasio Tinggi Untuk Aplikasi Mobil Listrik

Perancangan dan Implementasi Multi-Input Konverter Buck Untuk Pengisian Baterai Menggunakan Panel Surya dan Turbin Angin

DC-DC Step-Up Converter Rasio Tinggi Kombinasi Charge Pump dan Boost Converter untuk Catu Daya Motor Induksi pada Mobil Listrik

BAB III METODE PENELITIAN. Penelitian dan penulisan laporan tugas akhir dilakukan di Laboratorium

Desain dan Simulasi Single Stage Boost-Inverter Terhubung Jaringan Satu Fasa Menggunakan Sel Bahan Bakar

BAB III METODE PENELITIAN. Penelitian tugas akhir dilaksanakan pada bulan Februari 2014 hingga Januari

Perancangan dan Implementasi Konverter Boost Rasio Tinggi dengan Transformator Hybrid untuk Aplikasi Photovoltaic

BAB IV HASIL PENGUJIAN DAN ANALISA. Pada bab ini akan dibahas hasil pengujian dan analisa dari system buck chopper

RANCANG BANGUN PENYEARAH AC TO DC RESONANSI SERI DENGAN ISOLASI TERHADAP FREKUENSI TINGGI

Perancangan Dan Realisasi Converter Satu Fasa untuk Baterai Menjalankan Motor AC 1 Fasa 125 Watt

BAB II TINJAUAN PUSTAKA. Konverter elektronika daya merupakan suatu alat yang mengkonversikan

NAMA :M. FAISAL FARUQI NIM : TUGAS:ELEKTRONIKA DAYA -BUCK CONVERTER

Analisa dan Pemodelan PWM AC-AC Konverter Satu Fasa Simetri

Materi 3: ELEKTRONIKA DAYA (2 SKS / TEORI) SEMESTER 106 TA 2016/2017 PROGRAM STUDI PENDIDIKAN TEKNIK ELEKTRONIKA

Rancang Bangun Charger Baterai dengan Buckboost Konverter

Desain dan Simulasi Konverter Boost Multilevel sebagai Catu Daya Kendaraan Listrik

DESAIN SISTEM HIBRID PHOTOVOLTAIC-BATERAI MENGGUNAKAN BI-DIRECTIONAL SWITCH UNTUK CATU DAYA KELISTRIKAN RUMAH TANGGA 900VA, 220 VOLT, 50 HZ

BAB III RANCANGAN SMPS JENIS PUSH PULL. Pada bab ini dijelaskan tentang perancangan power supply switching push pull

Rancang Bangun Modul DC DC Converter Dengan Pengendali PI

SISTEM PERBAIKAN FAKTOR DAYA PADA PENYEARAH DIODE TIGA PHASA MENGGUNAKAN HYSTERESIS CURRENT CONTROL

Desain Penyearah 1 Fase Dengan Power Factor Mendekati Unity Dan Memiliki Thd Minimum Menggunakan Kontrol Pid-Fuzzy Pada Boost Converter

PERANCANGAN ZERO VOLTAGE SWITCHING BUCK CONVERTER DENGAN BEBAN RESISTIF BERVARIASI DAN SEBAGAI CATU DAYA UNTUK MOTOR ARUS SEARAH

DESAIN DAN IMPLEMENTASI MULTI-INPUT KONVERTER DC-DC PADA SISTEM TENAGA LISTRIK HIBRIDA PV/WIND

Kendali Pensaklaran Freewheel untuk Pensaklaran Konverter PCCM

Desain Konverter DC/DC Zero Voltage Switching dengan Perbaikan Faktor Daya sebagai Charger Baterai untuk Kendaraan Listrik

Rancang Bangun AC - DC Half Wave Rectifier 3 Fasa dengan THD minimum dan Faktor Daya Mendekati Satu menggunakan Kontrol Switching PI Fuzzy

Pengendalian Kecepatan Motor DC Magnet Permanen Dengan Menggunakan Sensor Kecepatan Rotari

DESAIN PENYEARAH 1 FASE DENGAN POWER FACTOR MENDEKATI UNITY DAN MEMILIKI THD MINIMUM MENGGUNAKAN KONTROL PID-fuzzy PADA BOOST CONVERTER

PERCOBAAN 5 REGULATOR TEGANGAN MODE SWITCHING. 1. Tujuan. 2. Pengetahuan Pendukung dan Bacaan Lanjut. Konverter Buck

KONVERTER KY INVERSE BIDIRECTIONAL SEBAGAI PENCATU DAYA KENDARAAN LISTRIK

PENDEKATAN BARU UNTUK SINTESIS KONVERTER DAYA

RANCANG BANGUN CATU DAYA TENAGA SURYA UNTUK PERANGKAT AUDIO MOBIL

Desain Dan Implementasi Penyeimbang Baterai Lithium Polymer Berbasis Dual Inductor

BAB 4 ANALISIS DAN BAHASAN

Rancang Bangun Interleaved Boost Converter Berbasis Arduino

Desain dan Simulasi Konverter Boost Multilevel sebagai Catu Daya Kendaraan Listrik

BAB III PERANCANGAN SISTEM

BAB I 1. BAB I PENDAHULUAN

B142. JURNAL TEKNIK ITS Vol. 5, No. 2, (2016) ISSN: ( Print)

ANALISIS KINERJA FLYBACK CURRENT-FED PUSH-PULL DC-DC CONVERTER PADA MODE BUCK

1 BAB I PENDAHULUAN. bidang ilmu kelistrikan yang menggabungkan ilmu elektronika dengan ilmu ketenaga-listrikan.

III. METODOLOGI PENELITIAN. Penelitian dan perancangan tugas akhir ini telah dimulai sejak bulan Juli 2009

DAFTAR GAMBAR. Magnet Eksternal µt Gambar Grafik Respon Daya Output Buck Converter dengan Gangguan Medan

Perancangan Sistem Pengendalian Kecepatan Motor Pompa Air Tekanan Konstan

ANALISIS PERBANDINGAN HASIL OPERASI CCM DAN DCM PADA DC CHOPPER TIPE CUK

Auto Charger System Berbasis Solar Cell pada Robot Management Sampah

Dwi Agustina Hery Indrawati

DESAIN DAN IMPLEMENTASI PENAIK TEGANGAN MENGGUNAKAN KOMBINASI KY CONVERTER DAN BUCK- BOOST CONVERTER

Rancang Bangun Catu Daya Digital Menggunakan Buck Converter Berbasis Mikrokontroler Arduino

RANCANG BANGUN CHARGER DENGAN KASKADE FLYBACK DAN BUCK KONVERTER MENGGUNAKAN KONTROL FUZZY

Perancangan Battery Control Unit (BCU) Dengan Menggunakan Topologi Cuk Converter Pada Instalasi Tenaga Surya

RANCANG BANGUN MODUL BOOST CHOPPER VOLT DC 200 WATT BERBASIS MIKROKONTROLLER ATMEGA 16 ABSTRAK

Desain dan Simulasi Average Model Voltage Source Inverter pada Generator Induksi

Pengkonversi DC-DC (Pemotong) Mengubah masukan DC tidak teratur ke keluaran DC terkendali dengan level tegangan yang diinginkan.

Desain dan Implementasi Konverter DC-DC Rasio Tinggi Berbasis Pensaklaran Kapasitor dan Induktor Terkopel untuk Aplikasi pada Photovoltaic

BOOST-UP CHOPPER 24 V/320 V DENGAN KENDALI PROPORSIONAL- INTEGRAL (PI) BERBASIS MIKROKONTROLLER

Perancangan dan Realisasi Konverter DC-DC Tipe Boost Berbasis Mikrokontroler ATMEGA 8535

BAB II LANDASAN SISTEM

Perancangan dan Implementasi Konverter DC-DC Sepic yang Terintegrasi dengan Konverter Boost untuk Sistem Photovoltaic

BAB I PENDAHULUAN. Bidang Teknik Elektro merupakan bidang yang sangat luas dan saat ini

BAB IV PEMBAHASAN ALAT

Perancangan Boost Converter Untuk Sistem Pembangkit Listrik Tenaga Surya

DESAIN DAN IMPLEMENTASI KONVERTER CUK DENGAN INDUKTOR TERKOPEL UNTUK REDUKSI RIPPLE ARUS MASUKAN

H. Suryoatmojo. Kata-kata kunci : Lithium Polymer, Dual Induktor, Penyeimbang SOC Baterai.

BAB 3 DISAIN RANGKAIAN SNUBBER DAN SIMULASI MENGGUNAKAN MULTISIM

METODE PENGENDALIAN KONVERTER DC DC EMPAT LEVEL JENIS DIODA CLAMP

Perancangan Sistim Elektronika Analog

Saklar Energi Pemulih Magnetik untuk Soft Starting Motor Induksi Tipe Sangkar Tupai

ANALISIS PERBANDINGAN HASIL OPERASI CCM DAN DCM PADA DC CHOPPER TIPE CUK

BAB II TINJAUAN PUSTAKA. Konversi energi dari cahaya matahari menjadi energi listrik dilakukan oleh

BAB II LANDASAN TEORI

PERENCANAAN INVERTER PWM SATU FASA UNTUK PENGATURAN TEGANGAN OUTPUT PEMBANGKIT TENAGA ANGIN

Desain dan Implementasi Catu Daya Searah Berarus Besar Bertegangan Kecil

BAB I PENDAHULUAN. adalah lebih hemat energi. Untuk menghidupkan lampu LED tersebut dapat

KINERJA KONVERTER ARUS SEARAH TIPE BUCK CONVERTER DENGAN UMPAN BALIK TEGANGAN BERBASIS TL494

UNJUK KERJA PENGUBAH TEGANGAN DC-DC TOPOLOGI BOOST DENGAN NILAI INDUKTANSI DAN KAPASITANSI YANG DIOPTIMASI PADA KEADAAN TRANSIEN

Desain dan Implementasi Catu Daya Searah Berarus Besar Bertegangan Kecil

BAB III PERANCANGAN ALAT

PENGATURAN DAYA AKTIF PADA UNIFIED POWER FLOW CONTROLLER (UPFC) BERBASIS DUA KONVERTER SHUNT DAN SEBUAH KAPASITOR SERI

Konverter DC-DC Input Ganda Rasio Tinggi Sebagai Pencatu Motor DC Brushless Permanen Magnet Untuk Mobil Listrik

BAB 3 PERANCANGAN SISTEM

KLEM AKTIF TUNGGAL INTERLEAVED FLYBACK DENGAN KOMBINASI NMOSFET DAN P-MOSFET ABSTRAK

BAB III PERANCANGAN PEMODELAN SISTEM

BAB I PENDAHULUAN. aplikasi dari konverter dc-dc adalah untuk sistem battery charger. Pada aplikasi

UNINTERRUPTIBLE POWER SUPPLY MENGGUNAKAN DOUBLE SWITCH SEBAGAI PENYEARAH DAN PERBAIKAN FAKTOR DAYA

Simulasi Double Buck Boost Converter DC-DC Bidirectional Menggunakan PID Controller

RANCANG BANGUN UNINTERRUPTIBLE POWER SUPPLY (UPS) DENGAN ENERGI HYBRID (SUBJUDUL: HARDWARE) Abstrak

III. METODE PENELITIAN. Penelitian dan perancangan tugas akhir ini telah dimulai sejak bulan Agustus

BAB III METODE PENELITIAN

PERANCANGAN KONVERTER DC-DC RESONANSI BEBAN SERI

BAB 4 ANALISIS DAN BAHASAN

SISTEM KONVERTER DC. Desain Rangkaian Elektronika Daya. Mochamad Ashari. Profesor, Ir., M.Eng., PhD. Edisi I : cetakan I tahun 2012

Kendali Sistem Pengisi Baterai Tenaga Surya Metode Incremental Conductance Berbasis Mikrokontrol

Transkripsi:

Proseding Seminar Tugas Akhir Teknik Elektro FTI-ITS, Juni 2014 1 Perancangan dan Implementasi DC-DC Interleaved Buck Converter dengan Singgih Supramono, Dedet C. Riawan 1), dan Arif Musthofa 2). Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknologi Industri, Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS) Jl. Arief Rahman Hakim, Surabaya 60111 E-mail: dedet@ee.its.ac.id 1), arif@ee.its.ac.id 2) Abstrak --- Konverter DC ke DC merupakan peralatan yang berfungsi untuk menaikkan atau menurunkan tegangan atau arus DC. Konverter DC ke DC memiliki banyak jenis salah satunya adalah rangkaian DC-DC Interleaved Buck Converter (IBC) dengan. Pada Tugas Akhir ini akan dirancang dan diimplementasikan rangkaian DC-DC IBC dengan. Rangkaian DC-DC IBC dengan yang dirancang dan diimplementasikan memiliki fungsi yang sama dengan rangkaian DC-DC Interleaved Buck Converter (IBC) Konvensional. Akan tetapi, memiliki rasio konversi penurunan tegangan DC yang tinggi serta rugi-rugi pensaklaran yang rendah, sehingga efisiensinya tinggi. Hasil implementasi menunjukkan bahwa rangkaian DC-DC IBC dengan memiliki efisiensi sebesar 88.31% pada tegangan masukan 60 V dan tegangan keluaran 12 V. Selain itu, konversi penurunan tegangan DC-nya dua kali lebih rendah, dimana untuk tegangan masukan 60 V dan duty cycle 40% diperoleh tegangan keluaran sebesar 11.5 V. Kata kunci Interleaved Buck Converter (IBC), rasio konversi, kapasitor kopling, duty cycle. D I. PENDAHULUAN I era modern seperti sekarang ini, penggunaan catu daya DC semakin banyak. Oleh sebab itu, diperlukan suatu sistem yang dapat mengkonversi tegangan DC dari suatu tingkat tegangan ke tingkat tegangan lain. Salah satu sistem yang dapat mengkonversikan tegangan DC ke tegangan DC yang lebih rendah adalah rangkaian DC-DC Interleaved Buck Converter (IBC) Konvensional. Akan tetapi, rangkaian DC- DC IBC Konvensional memiliki banyak kekurangan dalam menurunkan tegangan DC antara lain, memiliki rugi-rugi daya yang besar akibat beroperasi dengan hard switching. Rugi daya ini akan semakin bertambah besar apabila frekuensi switching juga bertambah besar[1]. Nilai frekuensi switching yang digunakan pada konverter berkisar antara 10 Hz sampai 5 MHz tergantung dengan penggunaan[2]. Selain itu, rangkaian DC-DC IBC Konvensional harus menggunakan komponen dengan rating tegangan diatas tegangan masukan. Hal ini disebabkan karena semua tegangan pada komponen rangkaian DC-DC IBC Konvensional sama dengan tegangan masukan. Untuk mengatasi kekurangan dari rangkaian DC-DC Interleaved Buck Converter Konvensional dilakukan pengembangan. Salah satu pengembangannya adalah rangkaian DC-DC Interleaved Buck Converter (IBC) dengan [3]. Rangkaian DC-DC IBC dengan memiliki fungsi yang sama dengan rangkaian DC-DC IBC Konvensional. Akan tetapi, memiliki banyak kelebihan dalam menurunkan tegangan DC. Gambar 1 menunjukkan skema dasar rangkaian DC-DC IBC Konvensional sebagai berikut. Gambar 1. Skema dasar rangkaian DC-DC IBC Konvensional II. INTERLEAVED BUCK CONVERTER DENGAN KAPASITOR KOPLING DAN STRATEGI SWITCH Rangkaian DC-DC Interleaved Buck Converter (IBC) dengan merupakan gabungan dari dua buah buck converter yang dihubungkan dengan kapasitor kopling. Skema dasar dari rangkaian DC-DC IBC dengan Kapasitor Kopling hampir sama dengan rangkaian DC-DC IBC Konvensional. Akan tetapi, dua buah switch atau saklar aktifnya dihubungkan secara seri. Dua buah switch atau saklar aktif, penyalaannya memiliki pergeseran sudut sebesar 180 o. Tegangan keluaran dari rangkaian DC-DC IBC dengan ditentukan dengan mengatur duty cycle pada frekuensi switching. Gambar 2 merupakan skema dasar rangkaian DC-DC IBC dengan. Gambar 2. Skema dasar rangkaian DC-DC IBC dengan A. Analisis Kondisi Tunak Mode operasi rangkaian DC-DC IBC dengan Kapasitor Kopling dengan duty cycle 50% ada empat sebagai berikut. Mode operasi 1 Mode operasi 1 dimulai ketika switch 1 (Q 1 ) tertutup sedangkan switch 2 (Q 2 ) terbuka sebagaimana ditunjukkan pada gambar 3 sebagai berikut. Gambar 3. Mode operasi 1 rangkaian DC-DC IBC dengan

Proseding Seminar Tugas Akhir Teknik Elektro FTI-ITS, Juni 2014 2 Pada mode operasi ini induktor 1 (L 1 ) mengalami charge sedangkan induktor 2 (L 2 ) mengalami discharge. Persamaan matematis induktor 1 (L 1 ) sebagai berikut. Persamaan matematis induktor 2 (L 2 ) sebagai berikut. ( ) Mode operasi 2 Mode operasi 2 dimulai ketika switch 1(Q 1 ) terbuka dan switch 2(Q 2 ) masih tetap terbuka sebagaimana ditunjukkan pada gambar 4 sebagai berikut. Tabel 1. Parameter rangkaian IBC dengan Parameter Nilai Tegangan Masukan 60 V Tegangan Keluaran 12 V Resistansi 6 Ω Frekuensi Switching 20 khz Ripple Arus Induktor 35 % Ripple 0.75 % Ripple Kapasitor Keluaran 0.1 % A. Penentuan Rasio Konversi Penurunan (M) dan Duty Cycle Nilai duty cycle (D) ditentukan dengan menggunakan persamaan sebagai berikut. Sedangkan nilai rasio konversi penurunan (M) sebagai berikut. Gambar 4. Mode operasi 2 rangkaian DC-DC IBC dengan Pada mode operasi ini induktor 1 (L 1 ) dan induktor 2 (L 2 ) mengalami discharge. Persamaan matematis sebagai berikut. ( ) = ( ) = V o Mode operasi 3 Mode operasi 3 dimulai ketika switch 2 (Q 2 ) tertutup sedangkan switch 1(Q 1 ) masih tetap terbuka sebagaimana ditunjukkan pada gambar 5 sebagai berikut. B. Penentuan Nilai ( Nilai kapasitansi dari kapasitor kopling ditentukan dengan menggunakan persamaan sebagai berikut. C. Penentuan Nilai Induktor (L) Nilai induktansi dari induktor 1 ( ) dan induktor 2 ( ) dapat ditentukkan dengan persamaan sebagai berikut. D. Penentuan Nilai Kapasitor Keluaran (C o ) Nilai kapasitansi kapasitor keluaran dapat ditentukan dengan persamaan sebagai berikut. Gambar 5. Mode operasi 3 rangkaian DC-DC IBC dengan Pada mode ini induktor 2 (L 2 ) mengalami charge sedangkan induktor 1 (L 1 ) mengalami discharge. Persamaan matematis induktor 2 (L 2 ) sebagai berikut. Persamaan matematis induktor 1 (L 1 ) sebagai berikut. ( ) Mode operasi 4 Mode operasi 4 dimulai ketika switch 2 (Q 2 ) terbuka dan switch 1 (Q 1 ) masih tetap terbuka. Mode operasi 4 ini memiliki prinsip kerja sama dengan mode operasi 2 yang telah dijelaskan sebelumnya. III. PERANCANGAN RANGKAIAN DC-DC INTERLEAVED BUCK CONVERTER DENGAN KAPASITOR KOPLING. Parameter-parameter perancangan rangkaian DC-DC IBC dengan ditentukan seperti yang terdapat pada tabel 1 berikut ini. Berdasarkan hasil perhitungan dari persamaan masingmasing komponen dengan menggunakan parameter yang ada pada tabel 1 didapatkan nilai dari seluruh komponen sebagaimana ditunjukkan pada tabel 2. Selain itu, pada tabel 2 juga ditunjukkan nilai komponen pada kondisi real-nya. Tabel 2. Nilai komponen rangkaian DC-DC IBC dengan hasil perhitungan dan real-nya Komponen Perhitungan Real Induktor 1 Induktor 2 Kapasitor Keluaran Resistansi 6 Ω 6 Ω Mosfet 1 & 2 500 V, 20 A Dioda 1 & 2 600V, 10A E. Implementasi Rangkaian DC-DC Interleaved Buck Converter dengan dan Rangkaian DC- DC Interleaved Buck Converter Konvensional secara keseluruhan Implementasi dari rangkaian DC-DC IBC dengan dan rangkaian DC-DC IBC Konvensional secara keseluruhan ditunjukkan pada gambar 6 berikut.

Proseding Seminar Tugas Akhir Teknik Elektro FTI-ITS, Juni 2014 3 INPUT POWER SUPPLY 60V POWER SUPPLY 18 VOLT IBC dengan KAPASITOR KOPLING BEBAN RESISTANSI I L I L I CB V CB OPTOCOUPLER & TRANSISTOR GATE DRIVER LCD & KEYPAD Gambar 6. Prototype rangkaian DC-DC IBC dengan dan prototype rangkaian DC- DC IBC Konvensional secara keseluruhan. F. Rangkaian DC-DC Interleaved Buck Converter dengan pada Simulasi Rangkaian DC-DC IBC dengan pada simulasi ditunjukkan pada gambar 7 sebagai berikut. Gambar 7. Rangkaian DC-DC IBC dengan Kapasitor Kopling pada simulasi. G. Pengujian Desain dan Simulasi Rangkaian DC-DC Interleaved Buck Converter dengan Pengujian desain dan simulasi rangkaian DC-DC IBC dengan bertujuan untuk menguji kesesuaian bentuk gelombang semua komponen dari rangkaian yang didesain dan disimulasikan. Pengujian desain dan simulasi rangkaian DC-DC IBC dengan Kapasitor Kopling ini dilakukan dengan parameter antara lain duty cycle 40 %, tegangan masukan 60 V dan beban resistansi 6 Ω. Gambar 8 menunjukkan hasil pengujian desain dan simulasi rangkaian DC-DC IBC dengan. V Q I Q (a) I Q V Q MIKROKONTROLER IBC KONVENSIONAL I D V D I D (b) V D RANGKAIAN SNUBBER (c) (d) Gambar 8. Gelombang tegangan dan arus hasil pengujian simulasi, (a) saklar 1 & 2, (b) dioda 1 & 2, (c) arus induktor 1 & 2, (d) kapasitor Kopling. H. Pengujian Simulasi Rangkaian DC-DC Interleaved Buck Converter dengan terhadap Perubahan Pengujian simulasi rangkaian DC-DC IBC dengan terhadap perubahan beban dilakukan dengan parameter antara lain, tegangan masukan dan tegangan keluaran dibuat konstan 60 V dan 12 V. Hasil pengujian simulasi rangkaian DC-DC IBC dengan terhadap perubahan beban ditunjukkan pada tabel 3 berikut. Tabel 3. Hasil pengujian simulasi IBC dengan Kapasitor Kopling terhadap perubahan beban (ma) (A) (Watt) (Watt) (Ω) 60 401 12.01 2.002 24.06 24.044 6 100 60 323 12.01 1.601 19.38 19.23 7.5 80 60 243 12.01 1.201 14.58 14.42 10 60 60 162 12.01 0.801 9.72 9.62 15 40 60 80.4 12.01 0.400 4.824 4.804 30 20 Data hasil simulasi yang ditunjukkan pada tabel 3 ternyata tidak dapat digunakan untuk menentukan nilai efisiensi karena semua komponen didalam simulasi berada pada kondisi ideal atau tanpa rugi-rugi. Gambar 9 merupakan hasil simulasi rangkaian DC-DC IBC dengan saat daya keluaran 100 %.. V out I out Gambar 9. Hasil simulasi saat daya keluaran 100 % I. Pengujian Simulasi Rangkaian DC-DC Interleaved Buck Converter dengan terhadap Perubahan Duty Cycle Pengujian simulasi rangkaian DC-DC IBC dengan terhadap perubahan duty cycle digunakan untuk mengetahui besarnya perubahan tegangan yang bisa dihasilkan oleh konverter tersebut. Pengujian ini dilakukan dengan parameter antara lain, perubahan duty cycle mulai dari 10 % sampai 50 %, beban resistansi 6 Ω dan tegangan masukan 60 V. Hasil pengujian simulasi rangkaian DC-DC IBC dengan terhadap perubahan duty cycle ditunjukkan pada tabel 4 sebagai berikut.

Proseding Seminar Tugas Akhir Teknik Elektro FTI-ITS, Juni 2014 4 Tabel 4. Hasil pengujian simulasi IBC dengan kapasitor kopling terhadap perubahan duty cycle. Duty Cycle (ma) (A) Teori Error 10 60 24.99 3 0.5 3 0 15 60 55.9 4.5 0.75 4.5 0 20 60 100 6 1 6 0 25 60 156 7.5 1.25 7.5 0 30 60 225 9 1.5 9 0 35 60 306 10.5 1.75 10.5 0 40 60 405 12 2 12 0 45 60 506 13.5 2.25 13.5 0 50 60 626 15 2.5 15 0 Pada tabel 4, dapat dilihat bahwa saat duty cycle dinaikkan maka tegangan keluaran juga akan naik. Gambar 10 merupakan hasil simulasi rangkaian DC-DC IBC dengan kapasitor kopling pada saat duty cycle 40 %. Gambar 11. Gelombang tegangan dan arus hasil pengujian prototype, (a) saklar 1 & 2, (b) dioda 1 & 2, (c) arus induktor 1 & 2, (d) kapasitor Kopling. Gambar 12 menunjukkan hasil pengujian desain dan implementasi prototype rangkaian DC-DC IBC Konvensional. (a) (b) V out I out Gambar 10. Hasil simulasi saat duty cycle 40 %. IV. HASIL PENGUJIAN DAN ANALISIS DATA A. Pengujian Desain dan Implementasi Prototype Rangkaian DC-DC Interleaved Buck Converter dengan Kapasitor Kopling dan Prototype Pembanding Pengujian desain dan implementasi pada prototype rangkaian DC-DC IBC dengan memiliki tujuan untuk menguji kesesuaian bentuk gelombang tegangan dan arus dari semua komponen yang ada pada prototype yang diimplementasikan. Pengujian ini dilakukan dengan parameter yang sama dengan pengujian simulasi. Akan tetapi, untuk prototype pembanding parameter duty cycle-nya 20%. Gambar 11 menunjukkan hasil pengujian desain dan implementasi prototype rangkaian DC-DC IBC dengan. (a) (c) (b) (d) (c) Gambar 12. Gelombang tegangan dan arus hasil pengujian prototype, (a) saklar 1 & 2, (b) dioda 1 & 2, (c) arus induktor 1 & 2. Pada gambar 11 dapat dilihat bahwa tegangan pada semua komponen sama dengan tegangan pada kapasitor kopling, kecuali tegangan pada saklar atau switch 2( ). Akan tetapi, tegangan pada saklar atau switch 2 dapat bernilai sama dengan tegangan pada kapasitor kopling saat saklar atau switch 2 belum di on -kan dan setelah di off - kan. Sedangkan pada gambar 12 dapat dilihat bahwa tegangan pada semua komponen sama dengan tegangan masukan. Selain itu, pada gambar 11 (c) dan gambar 12 (c) dapat dilihat bahwa nilai ripple arus induktor dari prototype rangkaian DC- DC IBC dengan lebih kecil daripada prototype rangkaian DC-DC IBC Konvensional. B. Pengujian Prototype Rangkaian DC-DC Interleaved Buck Converter dengan dan Prototype Pembanding terhadap Perubahan Pengujian prototype rangkaian DC-DC IBC dengan terhadap perubahan beban digunakan untuk mengetahui besarnya nilai efisiensi dari konverter yang diimplementasikan. Pengujian prototype terhadap perubahan beban dilakukan dengan parameter yang sama dengan pengujian rangkaian simulasi. Hasil pengujian prototype rangkaian DC-DC IBC dengan terhadap perubahan beban ditunjukkan pada tabel 5 sebagai berikut. Tabel 5. Hasil pengujian prototype IBC dengan Kapasitor Kopling terhadap perubahan beban. (ma) (A) (Watt) (Watt) (Ω) Eff 60 495 12.2 2.1 29.7 25.62 6 100 86.26 60 386 12 1.67 23.16 20.04 7.5 80 86.53 60 292 12.1 1.27 17.52 15.37 10 60 87.71 60 190 11.9 0.846 11.4 10.07 15 40 88.31 60 101 12 0.434 6.06 5.21 30 20 85.94 Pada tabel 5 dapat dilihat bahwa nilai efisiensi dari prototype yang tertinggi adalah 88.31% yang terjadi pada daya

Proseding Seminar Tugas Akhir Teknik Elektro FTI-ITS, Juni 2014 5 keluaran 40 %. Sedangkan nilai efisiensi yang terendah adalah 85.94 % yang terjadi pada daya keluaran 20 %. Gambar 13 menunjukan grafik daya keluaran terhadap efisiensi dari prototype rangkaian DC-DC IBC dengan terhadap perubahan beban. Efisiensi 100 90 80 70 60 50 Gambar 13. Grafik daya keluaran terhadap efisiensi dari prototype. Gambar 14 menunjukkan salah satu hasil pengujian prototype rangkaian DC-DC IBC dengan saat daya keluaran 100 % IBC dengan Poly. (IBC dengan ) 0 5 10 15 20 25 30 Daya Keluaran (Watt) sebagaimana direpresentasikan oleh grafik pada gambar 15 sebagai berikut. Efisiensi 100 90 80 70 60 50 Gambar 15. Grafik daya keluaran terhadap efisiensi dari kedua prototype. Gambar 16 menunjukkan hasil pengujian prototype rangkaian DC-DC IBC Konvensional saat daya keluaran 60 %. IBC dengan IBC Konvensional Poly. (IBC dengan ) Poly. (IBC Konvensional) 0 20 40 60 80 100 120 Daya Keluaran Gambar 14. Hasil pengujian prototype IBC dengan Kapasitor Kopling saat daya keluaran 100 % Sebagai pembanding dilakukan juga pengujian terhadap prototype rangkaian DC-DC IBC Konvensional dengan parameter yang sama. Hasil pengujian prototype rangkaian DC-DC IBC Konvensional terhadap perubahan beban ditunjukkan pada tabel 6 sebagai berikut. Tabel 6. Hasil pengujian prototype IBC Konvensional terhadap perubahan beban (ma) (A) (Watt) (Watt) (Ω) Eff 60.1 540 12 2.19 32.45 26.28 6 100 80.98 59.9 426 12 1.73 25.52 20.76 7.5 80 81.36 60 328 12 1.35 19.68 16.2 10 60 82.32 60 251 12 0.97 15.06 11.64 15 40 77.29 59.9 149 12 0.561 8.93 6.73 30 20 75.43 Pada tabel 6, dapat dilihat nilai efisiensi dari prototype rangkaian DC-DC IBC Konvensional yang tertinggi adalah 82.32 % yang terjadi pada daya keluaran 60 %. Sedangkan nilai efisiensi yang terendah adalah 75.43 % yang terjadi pada daya keluaran 20 %. Berdasarkan data efisiensi yang terdapat pada tabel 5 dan 6 dapat disimpulkan bahwa nilai efisiensi dari prototype rangkaian DC-DC IBC Konvensional lebih rendah daripada nilai efisiensi dari prototype rangkaian DC-DC IBC dengan Gambar 16. Hasil pengujian prototype IBC Konvensional saat daya keluaran 60 % C. Pengujian Prototype Rangkaian DC-DC Interleaved Buck Converter dengan dan Prototype Pembanding terhadap Perubahan Duty Cycle Pengujian prototype rangkaian DC-DC IBC dengan terhadap perubahan duty cycle digunakan untuk mengetahui besarnya perubahan tegangan yang bisa dihasilkan oleh konverter tersebut. Pengujian ini dilakukan dengan parameter yang sama dengan parameter pengujian rangkaian simulasi. Hasil pengujian prototype rangkaian DC- DC IBC dengan terhadap perubahan duty cycle ditunjukkan pada tabel 7 sebagai berikut. Tabel 7. Hasil pengujian prototype IBC dengan Kapasitor Kopling terhadap perubahan duty cycle Duty Cycle put put (ma) I output (A) Teori/Simulasi Error 10 60 82.3 1.37 0.237 3 54.33 15 60 116 3.45 0.592 4.5 23.33 20 60 172 5.41 0.922 6 9.83 25 60 259 7.06 1.2 7.5 5.87 30 60 266 8.41 1.43 9 6.55 35 60 328 10 1.67 10.5 4.76 40 60 386 11.5 1.97 12 4.17 45 60 562 13 2.17 13.5 3.7 50 60 698 14.7 2.45 15 2 Pada tabel 7, dapat dilihat bahwa saat duty cycle dinaikkan maka tegangan keluaran juga akan naik sebagaimana direpresentasikan oleh grafik pada gambar 17 sebagai berikut.

Proseding Seminar Tugas Akhir Teknik Elektro FTI-ITS, Juni 2014 6 Tegangan Keluaran 16 14 12 10 8 6 4 2 0 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Duty Cycle Tegangan Keluaran Prototype Tegangan Keluaran Teori / Simulasi Gambar 17. Grafik duty cycle terhadap tegangan keluaran hasil pengujian simulasi dan prototype Gambar 18 menunjukkan hasil pengujian prototype rangkaian DC-DC IBC dengan saat duty cycle 40 %. Tegangan Keluaran 35 30 25 20 15 10 5 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Duty Cycle Gambar 19. Grafik duty cycle terhadap tegangan keluaran dari kedua prototype.. Gambar 20 menunjukkan hasil pengujian prototype rangkaian DC-DC IBC Konvensional saat duty cycle 25 %. Tegangan Keluaran Prototype IBC dengan Tegangan Keluaran Prototype IBC Konvensional Gambar 18. Hasil pengujian prototype IBC dengan Kapasitor Kopling saat duty cycle 40 %. Sebagai pembanding dilakukan juga pengujian terhadap prototype rangkaian DC-DC Interleaved Buck Converter Konvensional terhadap perubahan duty cycle dengan parameter yang sama. Hasil pengujian prototype rangkaian DC-DC IBC Konvensional terhadap perubahan duty cycle ditunjukkan pada tabel 8 sebagai berikut. Tabel 8. Hasil pengujian prototype IBC Konvensional terhadap perubahan duty cycle Duty Cycle put put (A) I output (A) Teori Error 10 60 0.150 5.12 0.953 6 14.67 15 60 288 8.37 1.57 9 7 20 60 0.534 11.8 2.07 12 1.67 25 60 0.800 14.9 2.59 15 0.67 30 60 1.10 17.6 3.15 18 2.22 35 60 1.49 20.5 3.69 21 2.38 40 60 1.91 23.7 4.20 24 1.25 45 60 2.34 26.7 4.72 27 1.11 50 60 2.89 29.7 5.27 30 1 Pada tabel 8 dapat dilihat bahwa nilai tegangan keluaran dari prototype rangkaian DC-DC IBC Konvensional dua kali lebih besar daripada nilai tegangan keluaran dari prototype rangkaiandc-dc IBC dengan sebagaimana direpresentasikan oleh grafik pada gambar 19 sebagai berikut. Gambar 20. Hasil pengujian prototype IBC Konvensional saat duty cycle 25 %. V. KESIMPULAN Berdasarkan analisis data hasil pengujian serta pembahasan yang telah dilakukan dapat disimpulkan bahwa nilai tegangan pada semua komponen dari rangkaian DC-DC IBC dengan bernilai setengah dari tegangan masukan saat saklar atau switch 2 belum di on -kan dan setelah di off -kan ketika beroperasi dengan duty cycle 50%. Sehingga, rugi-rugi pada rangkaian DC-DC IBC dengan dapat direduksi. Disamping itu, rangkaian DC-DC IBC dengan memiliki efisiensi yang lebih tinggi serta nilai ripple arus induktor yang lebih kecil daripada rangkaian DC-DC IBC Konvensional. Rasio konversi penurunan tegangan DC dari rangkaian DC-DC IBC dengan jugalebih tinggi daripada rangkaian DC-DC IBC Konvensional pada duty cycle yang sama. DAFTAR PUSTAKA [1] Y. M. Chen, S. Y. Teseng, C. T. Tsai, and T. F. Wu, Interleaved buck converters with a single-capacitor turn-off snubber, IEEE Trans. Aerosp Electronic Syst., vol. 40, no. 3, pp. 954 967, Jul. 2004. [2] Rashid M.H, Power Electronics Handbook, Academic Press, USA, 2001. [3] Oun Lee. I, Young Cho.S, and Woo Moon.G, Interleaved Buck Converter Having Low Switching Losses and Improved Step-Down Conversion Ratio, IEEE Trans. Power Electron., vol. 27, no. 8, Augst 2012