KULIAH 1 1. Definisi Elektronika Daya Elektronika daya melibatkan studi tentang berbagai jenis topologi rangkaian elektronik yang digunakan sebagai pengendali aliran energi listrik. Rangkaian rangkaian elektronik tersebut mampu bekerja pada level daya yang jauh lebih besar apabila dibandingkan dengan sebuah perangkat konverter yang berdiri sendiri. Gambar 1. Intergrasi bidang Ilmu yang terkait dengan ELDA
Seperti pada Gambar 1, elektronika daya sangat erat kaitannya dengan bidang ilmu lainnya, yakni: energi, elektronika dan perangkatnya, sistem dan kendalinya. Berbagai rangkaian yang didesain untuk aplikasi di bidang energy dan daya listrik harus memenuhi aspek tertentu baik dari sisi perangkatnya, kendali, dan efisiensi energinya. 2. Peran Elektronika daya Gambar 2. Peranan ELDA Power input: Daya masukkan yang akan dikonversi oleh rangkaian konverter elektronik. Power input juga memberi supply daya bagi controller. Input Filter: Filter pada sisi masukkan. Biasanya berupa filter EMI ataupun filter harmonik. Bahkan pada peralatan tertentu kedua filter tersebut dipasang berdampingan.
Switching Converter: rangkaian konverter yang tersusun dari semikonduktor (dioda, SCR, TRIAC, BJT, MOSFET/IGBT, GTO, dll). Topologi rangkaian ini tergantung dari tujuan konversi energi yang dinginkan. Topologi switching converter, yaitu: ac-dc converter, dc-dc converter, dc-ac converter dan ac-ac converter. Bisa juga berbentuk cascade (bertingkat). Misalnya pada aplikasi VSD (variable speed drive) yang terbetuk dari ac-dc converter, dc-dc converter dan dc-ac converter secara berurutan. Output filter. Umumnya output filter ini dipasang untuk memurnikan gelombang tegangan/arus dc keluaran dari ac-dc converter, atau dc-dc converter. Filter ini biasanya berupa filter pasif dari kapasitor. Tetapi juga ada yang berupa filter aktif/preregulator atau PFC regulator. Kare itu, filter ini juga dapat mengurangi harmonisa pada arus sumber dan memperbaiki faktor daya. Power output. Variable keluaran, berupa daya (watt). Apabila daya ini adalah daya ac,maka perlu dingat bahwa daya ini adalah daya aktifnya. Load merupakan beban yang dicatu oleh konverter, bisa beban ac ataupun beban dc. Besaran mekanik/elektrik (umpan balik) digunakan sebagai pembanding terhadap referensi untuk menghasilkan besaran aktualnya (yang diinginkan. Besaran ini akan diolah oleh controller. Controller merupakan perangkat kendali yang bisa dibentuk dari rangkaian analog atau digital. Bahkan pada perkembangan terkini sistem mikroprosesor/mikrokontroller telah dapat memanfaatkan teknologi AI, seperti (fuzzy, GA, NN, dll.)
Reference Input merupakan besaran yang diguankan sebagai acuan oleh controller. 3. Regulator Linier v.s Switching Converter Gambar 3. Regulator Linier
Gambar 4. Switch-Mode Converter
4. Aplikasi Elektronika Daya Tabel 1. Aplikasi Elektronika Daya
Gambar 5. Aplikasi ELDA 5. Ringkasan Dikelas ya! Referensi & Bacaan Lanjutan (Mohon dibaca!!!) 1. Aripriharta. (2010). Elektronika Daya Praktis. TEFTUM. 2. Bose, B.K., (2002). Modern power electronics and AC drives. USA, New Jersey: Prentice Hall, Inc. 3. Emadi, A. et. Al.(2009). Integrated Power Electronic Converters and Digital Control.USA, New York: Taylor and Francis Group, LLC 4. Erickson, R.W. Fundamentals of Power Electronics. New York: Kluwer Academic Publishers. 5. Rashid, M.H. (2001). Power Electronics Handbook. Usa: Academic Press. 6. Mohan (2003). Power Electronics Converters, Applications, And Design. John Wiley & Sons, Inc. 7. Shepherd, W., Zang, L. (2004). Power Converter Circuits. New York: Marcel Dekker, Inc. 8. Williams, B.W. (2009). Power Electronics Devices, Drivers, Applications, And Passive Components. University Of Strathclyde, Glasgow. 9. Shaffer, R. (2007). Fundamentals of Power Electronics with MATLAB. USA, Massachusset: Thomson Learning, Inc. 10. F. Rahman. Lecture 1 - Introduction to power electronics (Slide)