BUCK CONVERTER (KONVERTER DC DC)(MODUL 11)

Secara umum, Konverter DC DC dipergunakan untuk keperluan :

Untuk mendapatkan tegangan DC variable dari sumber tegangan DC yang tetap

Untuk nmendapatkan tegangan DC yang tetap dari sumber tegangan DC yang tetap

Ada beberapa tipe Konverter DC DC yaitu :

1. Konverter Step-down (Buck Conveter)

2. Konverter Step-up (Boost Conveter)

3. Konverter Step-down/Step-up (Buck-boost Conveter)

4. Konverter Cuk5. Konverter Jembatan

Buck Converter

Rangkaian Buck Konverter adalah :

Pada periode 0 < t < ton, tegangan melintasi inductor L adalah Vd Vo. Sementara itu iL naik ke ILmax. Selama selang waktu ton < t < Ts tegangan melintasi indultor L adalah Vo, dan iL turun ke ILmin. Pada kondisi tunak, arus inductor harus mencapai ILmin di akhir periode switching Ts, dan integral dari tegangan inductor sama dengan nol. Berikutnya kita akan anggap bahwa ripel tegangan keluaran dapat diabaikan.

Tegangan melintasi inductor L adalah

Selama satu perioda switching Ts,

Demikian juga

Batas Antara Daerah Operasi Kontinyu dan Daerah Operasi Diskontinyu

ILB manjadi maksimum ketika D = 0,5

Untuk D = 0,5,

Pada operasi normal, ILB harus lebih kecil dai arus beban yang paling rendah, sehingga converter beroperasi pada mode operasi kontinyu (mode linier dengan Vo = DVd). Induktansi minimum dan frekuensi switching pada kondisi operasi ini didapatkan dari perhitungan berikut ini :

Bagian pertama dari (13) adalah iL(naik) dan bagian kedua adalah iL(turun).

Dengan resistansi beban R,

Pada batas mode operasi kontinyu dan diskontinyu,

Sehingga, untuk mode operasi kontinyu,

Operasi Pada Mode Diskontinyu

Dengan Vd Yang Konstan

Pada banyak aplikasi, tegangan keluaran converter nya variabel sedangakan tegangan masukan DC nya dijaga konstan. Jika Io < ILB, maka iL diskontinyus.

Sedangkan

Perhatikan bahwa Vo turun dengan tajam tergantung beban ketika arus inductor diskontinyus. Catat juga bahwa pada mode operasi diskontinyu, rasio Vo/Vd menjadi lebih besar dari D.Dengan Vo Yang KonstanPada beberapa aplikasi, sperti power supply, Vo dijaga konstan (dengan mengatur Duty cycle, D) sedangkan Vd bervariasi pada rentangan tertentu.

Arus rata-raat inductor pada perbatasan antara mode operasi kontinyu dan operasi diskontinyu berubah terhadap D secara linier. Nilainya maksimum pada D = 0 dan nol pada D = 1

Dari (18) dan (19), dan (25) dapat ditunjukkan bahwa jika Vo dijaga konstan,

Gambar di atas juga menunjukkan jangkauan variasi D yang diperlukan untuk menjaga Vo konstan untuk nilai Vd yang diberikanketika arus inductor menjadi diskontinyus.Ripel Tegangan Keluaran dari Buck Converter

Di mana

Karena itu, disarankan fs >> fc PUSAT PENGEMBANGAN BAHAN AJAR-UMB Ir. Budi Yanto Husodo, MSc ELKTRONIKA DAYA 1