KATA PENGANTAR

Puji syukur kami panjatkan ke hadirat Allah SWT yang telah melimpahkan

rahmat serta hidayah Nya sehingga kami dapat menyelesaikan penyusunan makalah

yang berjudul Konverter DC-AC(Inverter) dan Konverter DC-DC (Chopper) ini.

Makalah ini disusun dalam rangka memenuhi tugas mata kuliah Elektronika Daya.

Kami mengucapkan terimakasih sebesar-besarnya kepada pihak-pihak yang telah

membantu dalam penyusunan makalah ini.

Harapan kami, makalah ini dapat bermanfaat bagi para pembaca untuk lebih

memahami rangkaian maupun aplikasi konverter.

Kami menyadari masih banyak kekurangan dalam penyusunan. Untuk itu kami

sangat mengharapkan kritik dan saran dari para pembaca agar kedepannya kami dapat

menjadi lebih baik.

Penyusun

I. Konverter DC=DC (DC CHOPPERS)

A. Pendahuluan

DC Choppers umumnya banyak digunakan pada aplikasi – aplikasi

industri, ini dikarenakan DC Choppers dapat mengubah sumber tegangan

DC yang tetap menjadi tegangan DC yang variabel. Karena DC

Choppers mengubah secara langsung dari tegangan DC ke DC dan biasa

disebut DC – DC Converter.

Penggunaan chopper sangat luas mulai dari pengontrolan putaran

motor, kereta troli, pengangkat sauh kapal, truk pengangkat barang, dll.

Alat – alat yang digunakan ini umumnya harus memiliki pengontolan

akselarasi yang bagus, efisiensi yang tinggi dan respon yang cepat.

B. Jenis Konverter DC - DC

B.1. Direct converters :

• Step-down (Buck)

• Step-up (Boost)

• Up-Down (Buck-Boost)

• Cuk

B.2. Indirect converters:

• Flyback

• Forward

• Center-tap

• Half-bridge

• Full bridge

C. Klasifikasi Konverter DC-DC

C.1. Berdasarkan jumlah fasa

• Satu-fasa

• Multifasa

C.2. Jumlah kuadran

• Satu kuadran

• Dua kuadran

• Empat kuadran

D. Prinsip Kerja DC Chopper

D.1. Prinsip Kerja Step down chopper

Prinsip kerja step – down choppers dapat dijelaskan dengan gambar 1.

Jika saklar SW ditutup pada saat t1, maka tegangan Vs akan melalui beban.

Jika sakalar kemudian dimatikan pada saat t2, tegangan yang melewati

beban adalah nol. Betuk gelombang output dan arus beban ditunjukan pada

gambar 1b. penggunaan saklar pada chopper dapat implementasikan

dengan menggunakan, Power BJT, Power MOSFET, GTO atau SCR.

Gambar 1. Step – Down Copper degan beban resistif

Tegangan output rata – rata dapat dihitung dengan:

Dan arus beban rata – rata, Ia = Va/R = k Vs/R, dimana T adalah perioda,

k = t1/T,

dan f adalah frekuensi. Nilai RMS pada tegangan output adalah :

=

Daya pada input sama dengan daya output :

Pi =

Tahanan input efektif dapat

diasumsikan dengan,

R

i

=

Tipe Chopper

Step – down chopper hanya diperbolehkan mengalirkan arus dari sumber ke

beban, hal ini disebut chopper tipe A.berdasarkan arah arus dan tegangan, chopper

dapat diklasifikasikan atas 5 jenis yaitu:

a. Chopper Tipe A

b. Chopper Tipe B

c. Chopper Tipe C

d. Chopper Tipe D

e. Chopper Tipe E

a. Chopper Tipe A

Arus beban akan mengalir masuk menuju beban.

Kedua tegangan beban dan arus beban adalah

positif, ditunjukan dengan ganbar 2. Ini adalah

kuadran pertama dari chopper dan biasa

disebut juga sebagaioperasi penyearah.

Gambar 2. Tipe Chopper

b. Chopper Tipe B

Arus beban mengalir keluar dari beban. Tegangan beban positif,

tetapi arus beban negative, gambar 2b. Tipe B juga disebut chopper

kuadran pertama, namun pada kuadran kedua dan dikatakan seperti

operasi pada inverter.

Gambar 3. Chopper Tipe B

Gambar diatas menunjukan chopper tipe B dimana baterai (E)

adalah bagian dari beban dan akan memungkinakan mengirim

kembali emf dari motor DC. Jika saklar S1 di On kan, tegangan E

akan mengatur inductor (L) dan tegangan beban VL akan menjadi nol.

c. Chopper Tipe C

Arus beban pada tipe ini salah satunya positif atau negatif,

hal ini ditunjukan oleh gambar 2c. Tegangan beban selalu positif.

Hal Ini disebut juga chopper kuadran keduar. Chopper jenis ini adalah

gabungan dari chopper tipe A dan chopper tipe B seperti yang terlihat

pada gambar 6. S1 dan D2 dioperasikan seperti chopper tipe A, S2

dan D1 dioperasikan seperti chopper tipe B

Gambar 4. Chopper Tipe C

d. Chopper Tipe D

Arus beban selau positif. Tegangan pada beban dapat berupa

t egangan positif maupun negatif, seperti yang ditunjukan oleh gambar

2d. chopper tipe D ini dapat bekerja sebai penyearah (rectifier) atau

sebagai inverter,ditunjukan pada gambar 7. Jika saklar S1 dan S4 di

On kan, VLdan iL akan megalir tegangan positif. Jika S1 dan S4 di

Off kan, arus pada beban iL akan positif dan arus tersebut kan mengalir

ke beban induktif.

Gambar 5. Copper Tipe D

e. Chopper Tipe E

Arus pada beban salah satunya positif atau negatif, ini dapat dilihat

pada gambar 2e. Tegangan pada bebab salah satunya berupa positf

atau negative. Hal ini disebut juga dengan chopper kuadran keempat.

Dua buah chopper tipe C digabungkan sehingga membentuk copper

tipe E seperti pada gambar 6a. Polaritas pada tegangan beban dan

arus beban ditunjukan oleh gambar 6b.untuk operasi empat kuadran,

posisi dari baterai harus terbalik.

Gambar6. Chopper Tipe E

D.2. Prinsip Kerja Step – Up Choppers

Chopper ini biasa digunakan untuk menaikan tegangan DC rangkaian

step – up chopper dapat dilihat pada gambar 2. Jika saklar SW ditutup pada

saat t1,arus kan mengalir pada inductor dan akan menyimpan energy pada

inductor tersebut. Jika saklar terbuka pada saat t2, energy yang

tersimpan pada pada inductor dialirkan kebeban, betuk gelombang yang

dihasilkan arus inductor dapat dilihat pada gambar 2b.

Jika chopper di On kan, tegangan akan mengalir melalui inductor

V

L

=

L

dan akan member arus puncak ke puncak pada inductor tersebut

Gambar 2. Susunan Ster – Up Chopper

Jika kapasitor CL dihubungkan parallel melalui beban seperti gambar

2a, tegangan output akan mengalir melalui CL, dan tegangan V0 tidak akan

sama dengan Vs.

Prinsip ini dapat diterpakan untuk mentransfer energy dari satu tegangan

sumber ke tegangan sumber yang lain seperti diperlihatkan pada gambar 3.

Rangkaian ekivalen untuk berbagai macam jenis operasinya ditunjukan oleh

gambar 3b, dan bentuk gelomabang ditunjukan pada gambar 3c. Untuk arus

inductor pada operasi 1didapatkan dengan rumus:

Jika I1 adalah aus awal pada mode 1. Selama mode 1, arus harus

dinaikan dan kondisi seperlunya.

Gambar 3. Susunan untuk pentransferan energi

Arus pada mode 2 dapat dijelaskan dengan ;

Vs = L

I2(t)=

Jika I2 adalah aus awal pada mode 2. Untuk menstabilkan system, arus

harus dikurangi pada kondisi seperti ini.

atau Vs < E

Gambar 3. Susunan untuk pentransferan energi

Arus pada mode 2 dapat dijelaskan dengan ;

Vs = L

I2(t)=

Jika I2 adalah aus awal pada mode 2. Untuk menstabilkan system, arus

harus dikurangi pada kondisi seperti ini.

atau Vs < E

E. Saklar Pengatur (Switching – Mode Regulator)

DC chopper dapat digunakan sebagai saklar pengatur untuk

mengubah tegangan DC, unregulated normal, digunakan untuk mengatur

tegangan output.

Pegaturan normal ini dilakukan dengan mengatur lebar pulsa pada

fekuensi yang tetap dan biasanya digunakan komponen – komponen

switching seperti, BJT, MOSFET, atau 2GBT. Bagian – bagian dari

switching regulator dapat dilihat pada gambar 9a. Ada empat dasar

switching regulator;

a

.

B

u

c

k

R

e

g

u

l

a

t

o

r

b

.

B

o

o

s

t

R

e

g

u

l

a

t

o

r

c. Buck - Boost Regulator

d. Cúk Regulator

Gambar 9. Bagian – bagian swiching mode regulator

a. Buck Regulator

Pada buck regulator tegangan, tegangan output rata

– rata Va, lebih kecil dari tegangan input Vs. Pada

buck regulator digunakan BJT sebagai

komponen switchingnya dapat dilihat pada gambar

10a, regulator ini bekerja pada 2 mode. Mode 1

dimulai pada saat Q1 switching On saat t = 0, arus

input akan mengalir ke filter inductor L, filter

kapasitor C, dan beban resistor R. Mode 2 dimulai

pada saat Q1 switching Off saat t = t1.

Arus yang melalui inductor L dirumuskan

dengan, , dapat diasumsikan bahwa arus

induktor akan naik dari I1 ke I 2 pada saat waktu t1,

Vs – Va = L atau

dan jika arus induktor berkurang

dari I2 ke I1 pada saat t2,

a

t

a

u

b. Boost Regulator

Boost regulator memiliki tegangan output

yang lebih tinggi dari tegangan output. Rangkaian

ini menggunakan power MOSFET sebagai

komponen switchinya seperti yang ditunjukan

gambar11a. Rangkaian ini bekerja pada 2 mode.

Mode 1 dimulai jika transistor M1 di On kan pada t =

0. Arus input akan naik ketika melewati inductor L

dan transistor. Mode 2 dimulai pada saat transistor

M1 Off pada saat t = t1, arus akan tetap melewati

transistor dan juga akan melewati L, C, beban, dan

diode Dm.

Arus yang melewati induktor dapat diasumsikan naik dari I1 ke I2

pada

waktu t1,

Vs = L atau

dan arus yang melewati induktor dapat diasumsikan

turun dari I2 ke I1 pada waktu t2

a

t

a

u

© 2

Gambar 11. Boost Regulator

c. Buck – Boost Regulator

Buck – boost regulator menghasilkan tegangan output yang lebih tinggi

atau lebih rendah dari tegangan output. Pada tegangan output polaritasnya

berbeda dengan polaritas tegangan input. Regulator seperti ini biasanya

© 2

disebut regulator inverting. Skema rangkaian buck –

boost regulator dapat dilihat pada gambar 12a.

Rangkaian ini juga dapat bekerja dalam 2

mode. Selama mode 1 transistor Q1 akan On dan

diode Dm akan mendapakan bias mundur (reverse

biases). Arus input akan naik, arus kan mengalir ke

induktor L dan transistor Q1 Pada waktu mode 2,

transistor Q1 akan Off begitu pula denga inductor L

arus tidak akan mengalir

Arus yang melewati induktor dapat

diasumsikan naik dari I1 ke I2 pada waktu t1,

Vs = L atau

dan arus yang melewati induktor dapat diasumsikan

turun dari I2 ke I1 pada waktu t2

Gambar 12. Buck - Boost Regulator

d. Cúk Regulator

Umumnya rangkaian cúk regulator mengunakan power BJT sebagai

komponen switching seperti terlihat pada gambar 13a. Seperti halnya buck –

boost regulator, cúk regulator juga menghasilkan tegang output yang tinggi dan

juga rendah dari pada input, tapi polaritas tegangan output sama dengan

polaritas tegangan input.

Rangkaian ini juga dapat bekerja dengan 2 mode. Mode 1 dimulai ketika

transistor Q1 di On kan pada saat t = 0. Arus pada induktor L1 akan naik, pada

saat yang bersamaan tegangan pada kapasitor C1

akan memberikan bias mundur pada diode Dm. Kapasitor

C1 akan mengisi kembali energi ysng telah

melewati C1, C2, beban, dan L2.

Mode 2 dimulai ketika transistor Q1 di Off kan pada saat t = t1. Kapasitor

C1 akan terisi langsung dari suplai input, dan energi akan disimpan pada

induktor L2 yang kemudian dialirkan kebeban

Arus yang melewati inductor L1 dapat diasumsikan naik dari IL11 ke IL12

pada waktu t1,

Vs = L1 atau

dan selama kapasitor C1 melakukan pengisian, arus pada inductor turun dari

IL12 ke IL11 pada waktu t2

Vs – Vc1 =

Gambar 13. Cúk Regulator

1. Pendahuluan

Sistem catu-daya yang bekerja dalam mode pensaklaran (switching) mempunyai efisiensi yang

jauh lebih tinggi dibanding sistem catu-daya linier. Oleh karenanya, hampir semua catu-daya

modern bekerja dalam mode switching atau dikenal sebagai SMPS (Switched Mode Power

Supply). Komponen utama dari sistem catu-daya adalah konverter dc-dc yang berfungsi untuk

mengkonversikan daya elektrik bentuk dc (searah) ke bentuk dc lainnya.

Secara umum, ada tiga rangkaian (topologi) dasar konverter dc-dc, yaitu buck, boost, dan buck-

boost. Rangkaian lain biasanya mempunyai kinerja mirip dengan topologi dasar ini sehingga

sering disebut sebagai turunannya. Contoh dari konverter dc-dc yang dianggap sebagai turunan

rangkaian buck adalah forward, push-pull, half-bridge, dan full-bridge. Contoh dari turunan

rangakain boost adalah konverter yang bekerja sebagai sumber arus. Contoh dari turunan

rangkaian buck-boost adalah konverter flyback.

Pada tahun 1980-an, ditemukan dan dipatenkan ratusan rangkaian baru konverter dc-dc.

Rangkaian baru ini ditawarkan dengan bermacam kelebihan yang diklaim bisa menggantikan

peran rangkaian konvensional.

2. Step-Down (Buck) Converter.

Konverter jenis buck merupakan jenis konverter yang banyak digunakan dalam industri catu-

daya. Konverter ini akan mengkonversikan tegangan dc masukan menjadi tegangan dc lain yang

lebih rendah (konverter penurun tegangan).

Rangkaian ini terdiri atas satu saklar aktif (MOSFET) dan satu saklar pasif (diode). Untuk

tegangan kerja yang rendah, saklar pasif sering diganti dengan saklar aktif sehingga susut daya

yang terjadi bisa dikurangi. Kedua saklar ini bekerja bergantian. Setiap saat hanya ada satu saklar

yang menutup. Nilai rata-rata tegangan keluaran konverter sebanding dengan rasio antara waktu

penutupan saklar aktif terhadap periode penyaklarannya (faktor kerja). Nilai faktor kerja bisa

diubah dari nol sampai satu. Akibatnya, nilai rata-rata tegangan keluaran selalu lebih rendah

dibanding tegangan masukannya.

Beberapa konverter buck bisa disusun paralel untuk menghasilkan arus keluaran yang lebih

besar. Jika sinyal ON-OFF masing-masing konverter berbeda sudut satu sama lainnya sebesar

360o/N, yang mana N menyatakan jumlah konverter, maka didapat konverter dc-dc N-fasa.

Konverter buck N-fasa inilah yang sekarang banyak digunakan sebagai regulator tegangan

mikroprosesor generasi baru. Dengan memperbanyak jumlah fasa, ukuran tapis yang diperlukan

bisa menjadi jauh lebih kecil dibanding konverter dc-dc satu-fasa. Selain digunakan sebagai

regulator tegangan mikroprosesor, konverter buck multifasa juga banyak dipakai dalam indusri

logam yang memerlukan arus dc sangat besar pada tegangan yang rendah.

Perlu dicatat bahwa arus masukan konverter buckc selalu bersifat tak kontinyu dan mengandung

riak yang sangat besar. Akibatnya pada sisi masukan, konverter buck memerlukan tapis kapasitor

yang cukup besar untuk mencegah terjadinya gangguan interferensi pada rangkaian di sekitarnya.

Konverter dc-dc jenis buck biasanya dioperasikan dengan rasio antara teganan masukan terhadap

keluarannya tidak lebih dari 10. Jika dioperasikan pada rasio tegangan yang lebih tinggi, saklar

akan bekerja terlalu keras sehingga keandalan dan efisiensinya turun. Untuk rasio yang sangat

tinggi, lebih baik kalau kita memilih versi yang dilengkapi trafo.

3. Step-Up (Boost) Converter

Topologi boost bisa menghasilkan tegangan keluaran yang lebih tinggi dibanding tegangan

masukannya (penaik tegangan). Skema konverter ini diperlihatkan di Gb. 6. Jika saklar

MOSFET ditutup maka arus di induktor akan naik (energi tersimpan di induktor naik). Saat

saklar dibuka maka arus induktor akan mengalir menuju beban melewati dioda (energi tersimpan

di induktor turun). Rasio antara tegangan keluaran terhadap tegangan masukan konverter

sebanding dengan rasio antara periode penyaklaran dan waktu pembukaan saklar. Ciri khas

utama konverter ini adalah bisa menghasilkan arus masukan yang kontinyu.

Pada saat ini, topologi boost banyak dipakai dalam penyearah yang mempunyai faktor-daya satu

seperti terlihat di Gb. 7. Pada rangkaian ini, saklar dikendalikan sedemikian rupa sehingga

gelombang arus induktor mempunyai bentuk seperti bentuk gelombang sinusoidal yang

disearahkan. Dengan cara ini, arus masukan penyearah akan mempunyai bentuk mendekati

sinusoidal dengan faktor-daya sama dengan satu. Pengendali konverter semacam ini sekarang

tersedia banyak di pasaran dalam bentuk chip.

3. Buck-Boost Converter

Skema konverter buck-boost diperlihatkan di Gb. 8. Jika saklar MOSFET ditutup maka arus di

induktor akan naik, Saat saklar dibuka maka arus di induktor turun dan mengalir menuju beban.

Dengan cara ini, nilai rata-rata tegangan beban sebanding dengan rasio antara waktu pembukaan

dan waktu penutupan saklar. Akibatnya, nilai rata-rata tegangan beban bisa lebih tinggi maupun

lebih rendah dari tegangan sumbernya.

Masalah utama dari konverter buck-boost adalah menghasilkan riak arus yang tinggi baik di sisi

masukan maupun sisi keluarannya. Akibatnya, diperlukan tapis kapasitor yang besar di kedua

sisinya. Inilah salah satu alasan mengapa konverter buck-boost jarang dipakai di industri.

Dalam industri, topologi yang sering dipakai adalah turunan buck-boost yang lebih popular

disebut konverter flyback. Skema konverter ini diperlihatkan di Gb. 9. Pada konverter ini, energi

tersimpan di trafo akan naik saat saklar MOSFET ditutup. Saat saklar dibuka, energi tersimpan di

trafo akan dikirim ke beban melalui dioda. Konverter ini sering dipakai untuk menghasilkan

banyak level tegangan keluaran dengan menggunakan beberapa belitan sekunder trafo.

Konverter flyback biasa dipakai untuk daya sampai 100 Watt. Keuntungan utama dari konverter

flyback adalah menggunakan komponen yang paling sedikit dibanding konverter jenis lainnya.

Kelemahan utama dari topologi ini adalah tingginya tegangan yang dirasakan oleh saklar.

4. Cuk Converter

Seperti halnya tipe buck-boost, konverter DC-DC topologi ini juga dapat menghasilkan tegangan

keluaran yang lebih kecil ataupun lebih besar daripada sumber tegangan. Dengan tambahan

induktor dan kapasitor pada sisi masukan, membuat topologi ini menghasilkan riak arus yang

lebih kecil daripada topologi buck-boost.

Topologi Konverter   DC-DC

Posted on January 7, 2009 by angin165

Topologi Konverter DC-DC

Pekik Argo Dahono

1. Pendahuluan

Sistem catu-daya yang bekerja dalam mode pensaklaran (switching) mempunyai efisiensi yang

jauh lebih tinggi dibanding sistem catu-daya linier. Oleh karenanya, hampir semua catu-daya

modern bekerja dalam mode switching atau dikenal sebagai SMPS (Switched Mode Power

Supply). Komponen utama dari sistem catu-daya adalah konverter dc-dc yang berfungsi untuk

mengkonversikan daya elektrik bentuk dc (searah) ke bentuk dc lainnya.

Secara umum, ada tiga rangkaian (topologi) dasar konverter dc-dc, yaitu buck, boost, dan buck-

boost. Rangkaian lain biasanya mempunyai kinerja mirip dengan topologi dasar ini sehingga

sering disebut sebagai turunannya. Contoh dari konverter dc-dc yang dianggap sebagai turunan

rangkaian buck adalah forward, push-pull, half-bridge, dan full-bridge. Contoh dari turunan

rangakain boost adalah konverter yang bekerja sebagai sumber arus. Contoh dari turunan

rangkaian buck-boost adalah konverter flyback.

Pada tahun 1980-an, ditemukan dan dipatenkan ratusan rangkaian baru konverter dc-dc.

Rangkaian baru ini ditawarkan dengan bermacam kelebihan yang diklaim bisa menggantikan

peran rangkaian konvensional. Para insinyur baru sering sekali pusing dan menghabiskan banyak

waktu untuk memilih dan mencoba rangkaian baru ini. Akan tetapi setelah banyak menghabiskan

waktu dan biaya, sering sekali terbukti bahwa rangkaian baru tersebut sangat susah untuk

diproduksi. Sebagai akibatnya, sampai saat ini, hampir semua industri masih menawarkan

topologi dasar dalam jajaran produknya. Pengecualian mungkin ditemui pada penerapan yang

sangat khusus. Akan tetapi, hampir semua insinyur biasanya mencoba lebih dulu menggunakan

rangkaian dasar untuk bermacam keperluan. Kalau diperlukan, kinerja yang khusus dicoba

dipenuhi dengan menggunakan beberapa rangkaian dasar yang dihubungkan seri, paralel, atau

kaskade.

Kondisi ini tidak berarti bahwa konverter dc-dc tidak mengalami perkembangan selama tiga-

puluh tahun terakhir ini. Perkembangan pesat terjadi di bidang integrasi, produksi, saklar

semikonduktor, dan teknik untuk mengurangi rugi-rugi penyaklaran. Tulisan ini akan mencoba

mengkaji beberapa topologi dasar konverter daya yang banyak dipakai di industri. Dengan

memahami kinerja konverter dasar ini, para insinyur yang bekerja di industry konverter daya bisa

dengan baik memilih topologi yang sesuai untuk hampir semua keperluan. Pekerjaan selanjutnya

tinggal menentukan ukuran tapis dan rangkaian kendalinya.

2. Konverter Buck

Konverter jenis buck merupakan jenis konverter yang banyak digunakan dalam industri catu-

daya. Konverter ini akan mengkonversikan tegangan dc masukan menjadi tegangan dc lain yang

lebih rendah (konverter penurun tegangan).

Rangkaian ini terdiri atas satu saklar aktif (MOSFET) dan satu saklar pasif (diode). Untuk

tegangan kerja yang rendah, saklar pasif sering diganti dengan saklar aktif sehingga susut daya

yang terjadi bisa dikurangi. Kedua saklar ini bekerja bergantian. Setiap saat hanya ada satu saklar

yang menutup. Nilai rata-rata tegangan keluaran konverter sebanding dengan rasio antara waktu

penutupan saklar aktif terhadap periode penyaklarannya (faktor kerja). Nilai faktor kerja bisa

diubah dari nol sampai satu. Akibatnya, nilai rata-rata tegangan keluaran selalu lebih rendah

dibanding tegangan masukannya.

Beberapa konverter buck bisa disusun paralel untuk menghasilkan arus keluaran yang lebih

besar. Jika sinyal ON-OFF masing-masing konverter berbeda sudut satu sama lainnya sebesar

360o/N, yang mana N menyatakan jumlah konverter, maka didapat konverter dc-dc N-fasa.

Konverter buck N-fasa inilah yang sekarang banyak digunakan sebagai regulator tegangan

mikroprosesor generasi baru. Dengan memperbanyak jumlah fasa, ukuran tapis yang diperlukan

bisa menjadi jauh lebih kecil dibanding konverter dc-dc satu-fasa. Selain digunakan sebagai

regulator tegangan mikroprosesor, konverter buck multifasa juga banyak dipakai dalam indusri

logam yang memerlukan arus dc sangat besar pada tegangan yang rendah.

Perlu dicatat bahwa arus masukan konverter buckc selalu bersifat tak kontinyu dan mengandung

riak yang sangat besar. Akibatnya pada sisi masukan, konverter buck memerlukan tapis kapasitor

yang cukup besar untuk mencegah terjadinya gangguan interferensi pada rangkaian di sekitarnya.

Konverter dc-dc jenis buck biasanya dioperasikan dengan rasio antara teganan masukan terhadap

keluarannya tidak lebih dari 10. Jika dioperasikan pada rasio tegangan yang lebih tinggi, saklar

akan bekerja terlalu keras sehingga keandalan dan efisiensinya turun. Untuk rasio yang sangat

tinggi, lebih baik kalau kita memilih versi yang dilengkapi trafo.

3. Konverter Forward

Jika penerapan mensyaratkan adanya isolasi galvanis antara sisi masukan dan keluaran atau

bekerja dengan rasio tegangan yang sangat tinggi maka konverter jenis forward bisa menjadi

pilihan. Skema dari konverter dc-dc jenis forward diperlihatkan di Gb. 2(a). Jika saklar MOSFET

menutup maka beban akan merasakan tegangan yang besarnya sebanding dengan tegangan

masukan dikalikan rasio jumlah lilitan trafonya. Jika saklar MOSFET menutup maka tegangan

bebannya sama dengan nol. Akibatnya, nilai rata-rata tegangan beban bisa diatur dengan

mengatur faktor-kerja saklar. Rasio tegangan yang tinggi didapat dengan memilih rasio jumlah

lilitan trafo yang seusai.

Pada Gb. 2(a), trafo dilengkapi dengan belitan tersier dan dioda. Rangkaian ini berperan saat

saklar MOSFET terbuka. Belitan bantu dan dioda ini berfungsi untuk menjamin bahwa fluksi

magnetik di inti trafo telah turun kembali menjadi nol sebelum saklar MOSFET kembali ditutup.

Tegangan maksimum yang dirasakan saklar aktif adalah tegangan sumber ditambah tegangan

primer trafo (tegangan beban dikalikan rasio jumlah lilitan primer terhadap sekunder). Selain itu

untuk menjamin bahwa fluksi magnetik selalu kembali menjadi nol selama saklar aktif terbuka,

saklar aktif tidak boleh dioperasikan dengan faktor-kerja lebih dari 50%. Pada saat ini, konverter

forward seperti di Gb. 2(a) banyak dipakai untuk daya sampai 100 Watt.

Untuk daya yang lebih besar, rangkaian konverter forward dimodifikasi menjadi seperti terlihat

di Gb. 2(b). Dengan topologi ini, tegangan maksimum yang dirasakan saklar menjadi berkurang.

Topologi ini cocok untuk daya sampai 1000 Watt. Untuk daya kecil, topologi ini tidak cocok

karena susut daya di empat saklar yang digunakan menjadi sangat membebani sistem.

4. Konverter Jenis Jembatan

Masalah utama yang dihadapi konverter forward adalah penggunaan trafo yang kurang efisien.

Penggunaan trafo kurang efisien karena trafo dimagnetisasi secara tak simetris (gelombang

tegangan trafo bukan gelombang bolak-balik). Untuk mengatasi masalah ini, kita bisa

menggunakan topologi setengah-jembatan (half-bridge) seperti terlihat di Gb. 3(a). Jika saklar S1

ditutup maka trafo merasakan tegangan positif sedangkan jika saklar S2 ditutup maka trafo

merasakan tegangan negatif. Kelemahan utama dari topologi ini adalah tidak cocok untuk

dioperasikan dalam mode arus terkendali. Inilah alasan utama mengapa topologi ini tidak banyak

digunakan.

Untuk mengatasi masalah pada konverter setengah-jembatan, kita bisa menggunakan topologi

jembatan-penuh (full-bridge). Skema konverter ini diperlihatkan di Gb. 3(b). Untuk memahami

kinerja konverter jembatan-penuh, kita bisa menganggap sebagai dua konverter setengah-

jembatan seperti terlihat di Gb. 4. Masing-masing konverter setengah-jembatan menghasilkan

gelombang persegi yang berbeda fasa. Belitan primer trafo akan merasakan selisih tegangan

yang dihasilkan oleh dua konverter setengah-jembatan tersebut. Selisih tegangan ini tergantung

pada besarnya beda fasa antara dua gelombang tegangan yang dihasilkan.

Dengan mode kerja seperti di Gb. 4, konverter jembatan-penuh bisa dirancang agar bekerja

dalam mode pensaklaran lunak (soft switching). Pada mode kerja ini, pembukaan dan penutupan

saklar selalu terjadi saat tegangan pada saklar sama dengan nol. Akibatnya, rugi-rugi daya

pensaklaran (rugi-rugi daya yang terjadi selama proses penutupan dan pembukaan saklar) bisa

ditekan menjadi sangat rendah.

Konverter daya jenis jembatan penuh ini cocok untuk penerapan daya besar sampai 5000 Watt.

Walaupun komponen yang digunakannya banyak, manfaat yang didapat bisa mengalahkan

kerugiannya.

5. Konverter Push-Pull

Topologi turunan buck lain yang cukup popular adalah push-pull seperti terlihat di Gb. 5.

Keuntungan utama dari topologi ini adalah dua saklar yang digunakan bisa dikendalikan dengan

dua rangkaian gate yang referensinya sama. Ini akan sangat menyederhanakn rangkaian kendali

yang diperlukan sehingga bisa dibuat dalam satu chip.

Topologi push-pull cocok untuk penerapan dengan tegangan masukan yang rendah karena saklar

akan merasakan tegangan sebesar dua kali tegangan masukannya. Akibatnya, rangkaian ini

cocok untuk konverter daya yang dipasok dengan battery. Topologi ini banyak dipakai untuk

daya sampai 500 Watt.

6. Topologi Boost

Topologi boost bisa menghasilkan tegangan keluaran yang lebih tinggi dibanding tegangan

masukannya (penaik tegangan). Skema konverter ini diperlihatkan di Gb. 6. Jika saklar

MOSFET ditutup maka arus di induktor akan naik (energi tersimpan di induktor naik). Saat

saklar dibuka maka arus induktor akan mengalir menuju beban melewati dioda (energi tersimpan

di induktor turun). Rasio antara tegangan keluaran terhadap tegangan masukan konverter

sebanding dengan rasio antara periode penyaklaran dan waktu pembukaan saklar. Ciri khas

utama konverter ini adalah bisa menghasilkan arus masukan yang kontinyu.

Pada saat ini, topologi boost banyak dipakai dalam penyearah yang mempunyai faktor-daya satu

seperti terlihat di Gb. 7. Pada rangkaian ini, saklar dikendalikan sedemikian rupa sehingga

gelombang arus induktor mempunyai bentuk seperti bentuk gelombang sinusoidal yang

disearahkan. Dengan cara ini, arus masukan penyearah akan mempunyai bentuk mendekati

sinusoidal dengan faktor-daya sama dengan satu. Pengendali konverter semacam ini sekarang

tersedia banyak di pasaran dalam bentuk chip.

7. Topologi Buck-Boost

Skema konverter buck-boost diperlihatkan di Gb. 8. Jika saklar MOSFET ditutup maka arus di

induktor akan naik, Saat saklar dibuka maka arus di induktor turun dan mengalir menuju beban.

Dengan cara ini, nilai rata-rata tegangan beban sebanding dengan rasio antara waktu pembukaan

dan waktu penutupan saklar. Akibatnya, nilai rata-rata tegangan beban bisa lebih tinggi maupun

lebih rendah dari tegangan sumbernya.

Masalah utama dari konverter buck-boost adalah menghasilkan riak arus yang tinggi baik di sisi

masukan maupun sisi keluarannya. Akibatnya, diperlukan tapis kapasitor yang besar di kedua

sisinya. Inilah salah satu alasan mengapa konverter buck-boost jarang dipakai di industri.

Dalam industri, topologi yang sering dipakai adalah turunan buck-boost yang lebih popular

disebut konverter flyback. Skema konverter ini diperlihatkan di Gb. 9. Pada konverter ini, energi

tersimpan di trafo akan naik saat saklar MOSFET ditutup. Saat saklar dibuka, energi tersimpan di

trafo akan dikirim ke beban melalui dioda. Konverter ini sering dipakai untuk menghasilkan

banyak level tegangan keluaran dengan menggunakan beberapa belitan sekunder trafo.

Konverter flyback biasa dipakai untuk daya sampai 100 Watt. Keuntungan utama dari konverter

flyback adalah menggunakan komponen yang paling sedikit dibanding konverter jenis lainnya.

Kelemahan utama dari topologi ini adalah tingginya tegangan yang dirasakan oleh saklar.

8. Kombinasi Konverter

Untuk penerapan yang sangat khusus, kita bisa mengkombinasikan beberapa konverter dasar

sehingga didapat kinerja yang diinginkan. Untuk mendapatkan hasil yang diinginkan, kita bisa

menganggap konverter sebagai two-port network yang direpresentasikan seperti terlihat di Gb.

10. Jika konverter bisa dianggap sebagai two-port network seperti di Gb. 10 maka empat macam

kombinasi seperti terlihat di Gb. 11 bisa didapat. Konverter yang dikombinasikan bisa lebih dari

dua. Konverter yang dikombinasikan tidak harus mempunyai topologi yang sama. Dengan

kombinasi semacam ini, keuntungan dari beberapa jenis konverter bisa digabung dan membuang

kelemahannya.

Tergantung pada topologi dasar yang dipakai untuk membentuk two-port network tidak semua

empat macam kombinasi seperti di Gb. 11 bisa didapat. Tidak adanya isolasi galvanis antara sisi

masukan dan keluaran pada beberapa topologi menyebabkan tidak semua kombinasi di Gb. 11

bisa diimplementasikan. Kombinasi semacam ini juga berlaku untuk konverter dc-ac, ac-dc, dan

ac-ac.

9. Penutup

Secara umum, kebutuhan akan sistem catu daya selalu bisa dipenuhi dengan menggunakan

topologi dasar konverter daya, yaitu buck, boost, dan buck-boost serta turunannya. Untuk

keperluan khusus, kita bisa mengkombinasikan beberapa konverter daya dalam konfigurasi seri-

paralel. Topologi khusus sebaiknya dihindari untuk mempermudah proses fabrikasi.

Aplikasi chpper

Penerapan

• Catu daya switching

• Pengendalian motor dc

• Regulator tegangan dc

KONVERTER DC – AC ( INVERTER )

INVERTER DC-AC

Inverter merupakan suatu alat yang dipergunakan untuk mengubah tegangan searah

menjadi tegangan bolak-balik dan frekuensinya dapat diatur. Inverter ini sendiri terdiri dari

beberapa sirkuit penting yaitu sirkuit converter (yang berfungsi untuk mengubah daya komersial

menjadi dc serta menghilangkan ripple atau kerut yang terjadi pada arus ini) serta sirkuit inverter

(yang berfungsi untuk mengubah arus searah menjadi bolak-balik dengan frekuensi yang dapat

diatur-atur). Inverter juga memiliki sebuah sirkuit pengontrol.

Inverter dc-ac biasanya digunakan untuk penggerak motor ac dan UPS (Uninterruptible

ac Power Supply) AC, variable-frequency drives, pemanas induksi/microvawe, Static VAR

Generator, FACTS (Flexible AC Transmission System), transmisi daya HVDC, ataupun

digunakan sebagai rangkaian rectifier-inverter., dimana inverter tersebut berfungsi untuk

menghasilkan sebuah output ac sinusoidal, yang besar dan frekuensinya dapat dikendalikan.

Sebagai contoh, sebuah penggerak motor ac yang diperlihatkan pada gambar 1 dalam sebuah

blok diagram. Tegangan dc dihasilkan dengan menyearahkan dan memfilter jaringan tegangan.

Jadi inverter ini, seperti yang terlihat pada gambar 1 digunakan untuk merubah tegangan dc

menjadi tegangan ac yang diinginkan

Gambar.1 Inverter mode saklar dalam penggerak motor ac

Untuk membuat inverter ini presisi, jadi inverter tersebut adalah sebuah konverter yang

aliran dayanya dapat dibalik. Oleh karena itu konverter saklar-mode ini sering direfer sebagai

inverter saklar-mode.

Inverter ini sering direfer sebagai Voltage Source Inverter (VSIs). VSIs ini dapat dibagai menjadi

tiga katagori umum:

1. Pulse-Width-Modulated Inverter. Pada inverter ini, tegangan input dc merupakan tegangan yang

mempunyai besar yang konstan, dimana sebuah dioda penyearah digunakan untuk menyearahkan

tegangan jala-jala. Oleh karena itu inverter harus mengendalikan besar dan frekuensi tegangan

output ac. Ini merupakan keuntungan inverter saklar menggunakan PWM dan oleh karena itu

inverter biasanya disebut dengan inverter PWM.

2. Square-Wave-Inverter. Pada inverter ini, tegangan input dc dikendalikan agar bisa mengendalikan

besar tegangan output ac, dan oleh karena itu inverter harus mengendalikan hanya frekuensi dari

tegangan output. Tegangan output ac mempunyai bentuk gelombang yang sama dengan

gelombang kotak, dan karena itu inverter ini sering disebut dengan inverter gelombang kotak

(Square Wave Inverter).

3. Single-Phase Inverters With Voltage Cancellation. Inverter dengan output singel fasa

memungkinkan mengendalikan besar dan frekuensi tegangan output inverter, walaupun input

inverter merupakan sebuah tegangan dc konstan dan saklar inverter ini bukan merupakan inverter

PWM. Oleh karena itu inverter ini menggabungngkan karakteristik dari kedua inverter

sebelumnya.

INVERTER FASA TUNGGAL

INVERTER HALF-BRIDGE (FASA TUNGGAL)

Gambar 3.5 memperlihatkan inverter half-bridge. Dua kapasitor yang sama dihubungkan seri

melewati input dc dan hubungannya berada pada potensial sedang, dengan tegangan ½ Vd yang

melewati tiap kapasitor. Kapasitor yang cukup besar harus digunakan untuk mengasumsikan

bahwa potensial pada poin o konstan terhadap tegangan dc negatif pada jalur N. oleh karena itu,

konfigurasi rangkaian ini identik dengan inverter dasar satu kaki (one-leg) yang telah dijelaskan

sebelumnya, dan vo = vAo.

Mengsumsikan saklar PWM, kita memperoleh bahwa bentuk gelombang tegangan output akan

seperti yang terlihat dalam gambar 3.4b. Tanpa memperhatikan kondisi saklar, arus antara dua

kapasitor C+ dan C- (yang mempunyai kapasitasitansi yang sama dan sangat besar) terbagi sama

besar. Ketika T+ on, salah satu T+ dan D+ berkelakuan tergantung dari arah dari arus keluaran,

dan io terbagi sama antara dua kapasitor. Hal sama jika T- on.

Pada saat Io mengalir ke kombinasi paralel dari C+ dan C- , Io pada keadaan steady state tidak

bisa mempunyai sebuah komponen dc. Oleh karena itu, kapasitor-kapasitor ini betindak sebagai

kapasitor blocking dc, dan mengurangi permasalahan saturasi transformer dari lilitan primer, jika

transformer digunakan pada output untuk memberikan isolasi listrik. Pada waktu arus di lilitan

primer sebuah transformer tidak nol pada tiap pensaklaran, kebocoran energi induktansi

transformer tidak masalah pada saklar-saklar tersebut.

Gambar 3.5 Inverter Half-Bridge

INVERTER FULL-BRIDGE (FASA TUNGGAL)

Inverter full-bridge dapat dilihat pada gambar 3.6. Inverter ini terdiri dari dua inverter satu kaki

yang telah dijelaskan pada sesi terdahulu. Dengan tegangan input dc yang sama, maksimum

tegangan output dari inverter full-bridge adalah dua kali dari inverter hal-bridge. Secara tidak

langsung bahwa untuk daya yang sama, arus keluaran dan arus saklar adalah one-half dari

sebuah inverter half-bridge. Pada level daya yang tinggi, mempunyai keuntungan yang berbeda,

sejak inverter tersebut membutuhkan komponen paralel yang sedikit.

Gambar 3.6 Inverter Full-Bridge

INVERTER PUSH-PULL

Gambar 3.7 memperlihatkan sebuah rangkaian inverter push-pull. Rangkaian ini membutuhkan

sebuah transformator dengan sebuah center tap pada bagian primernya. Kita mengasumsikan

bahwa arus keluaran Io mengalir secara kontinu. Dengan asumsi ini, ketika saklar T1 dalam

keadaan on (dan T2 off), T1 mengarahkan/menjalankan nilai posiitif dari arus Io, dan D1 akan

megarahkan sebuah nilai negatif dari arus Io. Oleh karena itu, tanpa memperhatikan arah dari

arus io, vo = Vd/n, dimana n adalah rasio antara lilitan setengah primer dan sekunder, seperti

yang terlihat pada gambar 3.7. Hal yang sama, ketika T2 on (dan T1 off), vo = -Vd/n. Sebuah

inverter push-pull dapat dioperasikan pada sebuah mode PWM atau sebuah gelombang square

dan bentuk gelombangnya identik (sama) seperti yang terlihat pada gambar 3.4 untuk inverter

half-bridge dan full-bridge.

Kelebihan utama dari rangkaian push-pull adalah tidak lebih dari satu saklar dalam satu seri

pengarahan pada tiap saat. Hal ini bisa menjadi penting jika masukan dc ke konverter berasal

dari sebuah sumber tegangan rendah, seperti sebagai sebuah batere, dimana tegangan turun lebih

dari satu saklar dalam satu seri akan menghasilkan sebuah pengurangan yang signifikan dalam

efisiensi energi. Juga devais-devais pengendali (pengontrol) untuk dua saklar mempunyai sebuah

common ground. Hal ini bagaimanapun sulit untuk menghindari saturasi dc dari transformator

dalam sebuah inverter push-pull.

Gambar 3.7 Inverter Push-pull (fasa tunggal)

Arus keluaran, yang merupakan arus sekunder dari transformator, adalah sebuah arus yang

lambat pada frekuensi keluaran dasar. Hal ini dapat diasumsikan dapat menjadi konstan selama

interfal pensaklaran. Ketika pensaklaran terjadi, pergeseran arus dari setengah ke setengah yang

lain dari lilitan primer. Hal ini memerlukan coupling magnetik yang sangat bagus antara dua

lilitan setengah ini agar mengurangi energi yang berhubungan dengan kekurangan induktansi

dari dua lilitan primer. Energi ini akan mengalami disipasi pada saklar-saklar atau dalam

rangkaian snubber yang digunakan untuk memproteksi saklar-saklar. Ini merupakan fenomena

umum yang berhubungan dengan semua konverter (atau inverter) dengan isolasi dimana arus

dalam satu lilitan dipaksa untuk menjadi nol pada tiap pensaklaran. Penomena ini sangat penting

dalam mendesign konverter/inverter.

Dalam sebuah inverter push-pull PWM untuk menghasilkan keluaran sinusoidal, transformator

harus desain untuk frekuensi keluaran dasar. Hasilnya dalam sebuah transformator yang

kekurangan induktansi tinggi, yang proprorsinya ke bilangan kotak, menyediakan semua dimensi

lain yang membuat tetap konstan. Hal ini membuat sulit untuk mengoperasikan sebuah modulasi

gelombang sinus inverter push-pull PWM pada pensaklaran frekuensi lebih tinggi dari kira-kira 1

KHz.

INVERTER TIGA FASA

Dalam aplikasi seperti pada UPS ac dan penggerak motor ac, inverter tiga fasa sering digunakan

untuk mensuplai beban tiga fasa. Hal ini memungkinkan untuk mensuplai beban tiga fasa.

Inverter tiga fasa yang sering digunakan terdiri dari tiga kaki, satu kaki untuk tiap fasa, seperti

yang terlihat pada gambar 3.8. Tiap kaki inverter sama, penggunaannya telah dijelaskan pada

dasar inverter satu kaki. Oleh karena itu keluaran tiap kaki, seperti vAN hanya tergantung pada

Vd dan status saklar; tegangan keluaran adalah independen dari arus beban keluaran sejak satu

dari dua saklar pada satu kaki selalu on pada tiap saat.

Gambar 3.8 Inverter tiga fasa

INVERTER PWM PADA SUMBER TEGANGAN TIGA FASA

Sama halnya pada inverter satu fasa, objektif pada inverter tiga fasa adalah untuk mempertajam

dan mengendalikan besar dan frekuensi tegangan keluaran tiga fasa, dengan sebuah esensi

tegangan masukan Vd yang konstan. Untuk penyeimbang tegangan keluaran tiga fasa pada

inverter PWM tiga fasa, bentuk gelombang tegangan triangular yang sama dibandingkan dengan

tiga tegangan kontrol sinusoidal, seperti yang terlihat pada gambar 3.9a.

Gambar 3.9 Bentuk gelombang

PWM tiga fasa dan spectrum

harmonic

Rangkaian Elektronika Daya Inverter (Mengubah Tegangan DC – AC)

Inverter adalah salah satu komponen penting catu daya yang berfungsi mengubah sumber

tegangan masukan DC ke bentuk sumber tegangan keluaran AC. Secara definisi, rangkaian

inverter ideal adalah inverter yang tidak menghasilkan riak di sisi masukannya dan menghasilkan

sinyal sinusoidal murni di sisi keluarannya, baik yang terkontrol arus/tegangan, terkontrol

frekuensi, ataupun terkontrol kedua-duanya. Secara umum rangkaian inverter biasanya

digunakan dalam aplikasi pengendali kecepatan motor AC, variable-frequency drives, UPS/catu-

daya AC, pemanas induksi/microvawe, Static VAR Generator, FACTS (Flexible AC

Transmission System), trasnmisi daya HVDC,　  ataupun digunakan sebagai rangkaian rectifier-

inverter.

Gambar 1 Aplikasi Inverter : Rangkaian Pengendali Kecepatan Motor AC

Gambar 2 Aplikasi Inverter : Pembangkit Hibrida PV – GD

Ada banyak topologi inverter saat ini bergantung pada jumlah fasa tegangan keluarannya (1-fasa,

3-fasa, dll), metoda pengaturan sinyal kontrol tegangan keluaran (pulse width modulation

(PWM),  pulse amplitude modulation (PAM), gelombang persegi), menurut level tegangan

keluaran, dll. Untuk memudahkan proses penulisan, pada artikel kali dikhususkan untuk

membahas topologi rangkaian inverter 1 fasa. Sedangkan topologi 3 fasa akan dibahas pada

pembahasan selanjutnya.

DASAR TEORI

Cara paling sederhana untuk menghasilkan tegangan AC adalah dengan cara mengatur

keterlambatan sudut penyalaan saklar pada tiap lengan inverter sehingga mampu menghasilkan

level tegangan keluaran positip dan negatif yang berulang dengan frekuensi tertentu, seperti yang

ditunjukan oleh gambar 3, 4, dan 5 secara berurutan. Dari gambar terlihat bahwa dengan

menambah jumlah level tegangan keluaran, bentuk gelombang kotak dapat diubah mendekati

tegangan sinusoidal. Jumlah level tegangan keluaran ini dapat diperoleh dengan teknik

penyaklaran dan topologi inverter capasitor-split, diode-clamped ataupun inverter yang disusun

secara kaskade. Pembahasan tentang ini akan dibahas pada artikel selanjutnya. Sedangkan

gambar 6 menunjukan inverter setengah jembatan (half-bridge) yang dikontrol dengan teknik

penyaklaran PWM. Pembahasan tentang teknik penyaklaran PWM akan dibahas lebih detail juga

pada artikel terpisah.

Gambar 3 Tegangan AC Kotak 2-level

(tegangan keluaran inverter center tap dan setengah jembatan)

Gambar 4 Tegangan AC Kotak 3-level

Gambar 5 Tegangan AC Kotak 6-level

Gambar 6 Tegangan Sinusoidal AC Hasil Teknik Penyaklaran PWM

Variable Speed Drive (VSD) aka. INVERTER

Aplikasi variable speed banyak  diperlukan dalam industri. Jika sebelumnya banyak

dipergunakan system mekanik, kemudian beralih ke motor slip/ pengereman maka saat ini

banyak menggunakan semikonduktor. Tidak seperti softstarter yang mengolah level tegangan,

inverter menggunakan frekuensi tegangan masuk untuk mengatur speed motor. Seperti diketahui,

pada kondisi ideal (tanpa slip)

               

        RPM = 120 . f                

                      P

Dimana:

RPM          : Speed Motor (RPM)

F               : Frekuensi (Hz)

P              : Kutup motor (pole)

 Jadi dengan memainkan perubahan frekuensi tegangan yang masuk pada motor, speed akan

berubah. Karena itu inverter disebut juga Variable Frequency Drive.

 

Prinsip kerja inverter yang sedehana adalah :

Tegangan yang masuk dari jala jala 50 Hz dialirkan ke board Rectifier/ penyearah DC,

dan ditampung ke bank capacitor. Jadi dari AC di jadikan DC.

Tegangan DC kemudian diumpankan ke board inverter untuk dijadikan AC kembali

dengan frekuensi sesuai kebutuhan. Jadi dari DC ke AC yang komponen utamanya

adalah Semiconduktor aktif seperti IGBT. Dengan menggunakan frekuensi carrier (bisa

sampai 20 kHz), tegangan DC dicacah dan dimodulasi sehingga keluar tegangan dan

frekuensi yang diinginkan.

Untuk pemasangan inverter sebaiknya juga dipasang unit pengaman hubung singkat seperti

Seconductor Fuse atau bisa juga Breaker. Ini seperti pada pemasangan softstarter hanya saja

tanpa contactor bypass. Pengontrolan start, stop, jogging dll bisa dilakukan dengan dua cara yaitu

via local dan remote. Local maksudnya adalah dengan menekan tombol pada keypad di

inverternya. Sedangkan remote dengan menghubungkan terminal di board control dengan tombol

external seperti push button atau switch. Masing masing option tersebut mempunyai kelemahan

dan keunggulan sendiri sendiri. Frekuensi dikontrol dengan berbagai macam cara yaitu : melalui

keypad (local), dengan external potensiometer, Input 0 ~ 10 VDC , 4 ~ 20 mA atau dengan

preset memori. Semua itu bisa dilakukan dengan mengisi parameter program yang sesuai.

Beberapa parameter yang umum dipergunakan/ minimal adalah sebagai berikut (istilah/nama

parameter bisa berbeda untuk tiap merk) :

Display : Untuk mengatur parameter yang ditampilkan pada keypad display.

Control : Untuk menentukan jenis control local/ remote.

Speed Control : Untuk menentukan jenis control frekuensi reference

Voltage : Tegangan Suply Inverter.

Base Freq. : Frekuensi tegangan supply.

Lower Freq. : Frekuensi operasi terendah.

Upper Freq. : Frekuensi operasi tertinggi.

Stop mode : Stop bisa dengan braking, penurunan frekuensi dan di lepas seperti starter

DOL/ Y-D.

Acceleration : Setting waktu Percepatan.

Deceleration : Setting waktu Perlambatan.

Overload : Setting pembatasan arus.

Lock : Penguncian setting program.

Jika beban motor memiliki inertia yang tinggi maka perlu diperhatikan beberapa hal dalam

acceleration dan deceleration. Untuk acceleration/ percepatan akan memerlukan torsi yang lebih,

terutama pada saat start dari kondisi diam. Pada saat deceleration/ perlambatan, energi inertia

beban harus didisipasi/ dibuang. Untuk perlambatan dalam waktu singkat atau pengereman,

maka energi akan dikembalikan ke sumbernya. Motor dengan beban yang berat pada saat

dilakukan pengereman akan berubah sifat menjadi “generator”. Jadi energi yang kembali ini

akan masuk ke dalam DC Bus Inverter dan terakumulasi di sana karena terhalang oleh rectifier.

Sebagai pengamanan, inverter akan trip jika level tegangan DC Bus melebihi batas yang

ditoleransi. Untuk mengatasi tripnya inverter dalam kondisi ini diperlukan resistor brake.

Resistor brake akan membuang tegangan yang lebih dalam bentuk panas. Besar kecilnya resistor

brake ini sangat tergantung dengan beban dan siklus kerja inverter.

Cara kerja inverter DC ke AC

Seperti namanya yaitu dc ke ac maka inverter dc ke ac adalah sebuah alat yang bekerja untuk

merubah tegangan dc menjadi arus ac. Anda membutuhkan aki mobil/DC Direct Current agar

bisa dirubah menjadi arus listrik PLN/AC/Alternating Current.

Lama ketahanan inverter dc ke ac ini ditentukan bukan dari watt inverter tetapi dari aki/battery

yang anda gunakan dan beban

Rumus hitung lama back up cara hitungnya sebenarnya gampang. Volt x ah = watt/jam

kemudian dibagi beban watt

Saya ambil contoh

12V X 100Ah = 1200 watt/jam dibagi beban 200 watt= 12 jam

Atau bisa juga 12V X 100Ah =1200 watt/jam dibagi beban 600 watt = 2 jam

Jika ingin lebih lama maka anda hanya butuh aki yang lebih besar

Apa sudah sedikit lebih jelas?Semoga bermanfaat

Cara kerja inverter 3 phase/ fase/ fasa

Cara kerja inverter 3 phase/ fase/ fasa. Inverter 1 phase biasanya hanya untuk peralatan listrik

rumah sedangkan inverter tiga phase biasa digunakan untuk industri, mari kita bahas sedikit cara

kerja inverter 3 phase. Berikut artikelnya

Cara kerja inverter 3 phase pada dasarnya sama seperti cara kerja inverter 1 phasa, namun pada

inverter 3phasa terdapat sebuah alat pensinkron phasa, sehingga setiap inverter, hasilnya

bergeser dengan selisih 60'.

Pergeseran ini bisa dilakukan oleh kapasitor yang dikontrol oleh microcontroller,ataupun OP-

Amp untuk rangkaian yang lebih sederhana dan tidak membutuhkan ketelitian tinggi.

5. Inverter