CHOPPER

Chopper digunakan untuk mengatur atau mengubah tegangan searah menjadi tegangan searah

dengan tegangan masukan yang tetap sedangkan tegangan keluarannya dapat di atur.

Penggunaan:

pengendalian motor DC untuk peralatan pemindah yang cepat

kendaraan listrik

pengaturan eksitasi mesin-mesin listrik

pengendalian tegangan searah masukan untuk inverter

Ada dua macam cara pengolahan daya dari DC ke DC, yaitu tipe linier dan tipe peralihan

(switching). Tergantung dari jenis aplikasinya, masing masing tipe memiliki kelebihan dan

kekurangan. Namun dalam perkembangannya, tipe peralihan semakin populer terutama

karena kelebihannya dalam mengubah daya secara jauh lebih efisien dan pemakaian

komponen yang ukurannya lebih kecil. Dalam pembahasan ini, akan dibahas beberapa

metodologi yang termasuk dalam tipe peralihan, khususnya yang digunakan untuk mengubah

daya DC-DC. Untuk lebih memahami keuntungan dari tipe peralihan, kita lihat kembali

prinsip pengubahan daya DC-DC tipe linier seperti terlihat pada Gambar 1. Pada tipe linier,

pengaturan tegangan keluaran dicapai dengan menyesuaikan arus pada beban yang

besarannya tergantung dari besar arus pada base-nya Gambar 1. Pengubah tipe linier

transistor:

V0 = IL . RL

Dengan demikian pada tipe linier, fungsi transistor menyerupai tahanan yang dapat diubah

ubah besarannya seperti yang juga terlihat dalam Gambar 1. Lebih jauh lagi, transistor yang

digunakan hanya dapat dioperasikan pada batasan liniernya (linear region) dan tidak melebihi

batasan cutoff dan selebihnya (saturation region). Maka dari itu tipe ini dikenal dengan tipe

linier. Walau tipe linier merupakan cara termudah untuk mencapai tegangan keluaran yang

bervariasi, namun kurang diminati pada aplikasi daya karena tingginya daya yang hilang

(power loss) pada transistor (VCE*IL) sehingga berakibat rendahnya efisiensi.

Sebagai alternatif, maka muncul tipe peralihan yang pada prinsipnya dapat dilihat pada

Gambar2. Pada tipe peralihan, terlihat fungsi transistor sebagai electronic switch yang dapat

dibuka (off) dan ditutup (on). Dengan asumsi bahwa switch tersebut Gambar 2.

Pengubah tipe peralihan

ideal, jika switch ditutup maka tegangan keluaran akan sama dengan tegangan masukan,

sedangkan jika switch dibuka maka tegangan keluaran akan menjadi nol. Dengan demikian

tegangan keluaran yang dihasilkan akan berbentuk pulsa seperti pada Gambar3.Besaran rata

rata atau komponen DC dari tegangan keluaran dapat diturunkan dari persamaan berikut:

Gambar 3. Tegangan keluaran

Dari persamaan diatas terlihat bahwa tegangan keluaran DC dapat diatur besarannya dengan

menyesuaikan parameter D. Parameter D dikenal sebagai Duty ratio yaitu rasio antara

lamanya waktu switch ditutup (ton) dengan perioda T dari pulsa tegangan keluaran, atau

(lihat Gambar 3):

dengan 0 ≥ D ≥ 1. Parameter f adalah frekuensi peralihan (switching frequency) yang

digunakan dalam mengoperasikan switch. Berbeda dengan tipe linier, pada tipe peralihan

tidak ada daya yang diserap pada transistor sebagai switch. Ini dimungkinkan karena pada

waktu switch ditutup tidak ada tegangan yang jatuh pada transistor, sedangkan pada waktu

switch dibuka, tidak ada arus listrik mengalir. Ini berarti semua daya terserap pada beban,

sehingga efisiensi daya menjadi 100%. Namun perlu diingat pada prakteknya, tidak ada

switch yang ideal, sehingga akan tetap ada daya yang hilang sekecil apapun pada komponen

switch dan efisiensinya walaupun sangat tinggi, tidak akan pernah mencapai 100%.

Pengubah daya DC-DC (DC-DC Converter) tipe peralihan atau dikenal juga dengan sebutan

DC Chopper dimanfaatkan terutama untuk penyediaan tegangan keluaran DC yang bervariasi

besarannya sesuai dengan permintaan pada beban. Daya masukan dari proses DC-DC

tersebut adalah berasal dari sumber daya DC yang biasanya memiliki tegangan masukan yang

tetap. Pada dasarnya, penghasilan tegangan keluaran DC yang ingin dicapai adalah dengan

cara pengaturan lamanya waktu penghubungan antara sisi keluaran dan sisi masukan pada

rangkaian yang sama. Komponen yang digunakan untuk menjalankan fungsi penghubung

tersebut tidak lain adalah switch (solid state electronic switch) seperti misalnya Thyristor,

MOSFET, IGBT, GTO. Secara umum ada dua fungsi pengoperasian dari DC Chopper yaitu

penaikan tegangan dimana tegangan keluaran yang dihasilkan lebih tinggi dari tegangan

masukan, dan penurunan tegangan dimana tegangan keluaran lebih rendah dari tegangan

masukan.

Bentuk untai chopper elementer dapat dilihat pada gambar di samping ini:saklar S dapat

diganti dengan SCR atau transistor yang dioperasikan sebagai sakelar. Untai ini hanya cocok

untuk beban resistif di mana arus keluarannya yang halus tidak diutamakan, atau untuk

pemakaian berdaya kecil di mana Gambar xx

penapis/filter yang efisien tidak begitu penting. Untuk untai chopper dengan menggunakan

SCR, saklar S adalah SCR yang secara bergantian dibuka dan ditutup 100 kali atau lebih tiap

detiknya. Tegangan beban rata-rata Vo dinyatakan sebagai berikut

Operasi dasar chopper

modulasi frekuensi pulsa : ton konstan, T variabel

modulasi lebar pulsa : ton variabel, T konstan

gabungan kedua cara di atas

gambar berikut ini memperlihatkan bentuk gelombang tegangan untuk modulasi frekuensi

pulsa

gambar berikut ini memperlihatkan bentuk gelombang untuk modulasi lebar pulsa

pengontrolan lebar pulsa dengan frekuensi yang tetap cukup mudah dibuat dengan

menggunakan teknik “logika” untai terintegrasi digital, sedangkan untai lebar pulsa variabel

dengan frekuensi tetap lebih komplek dan agak sulit dibuat, namun mempunyai beberapa

keuntungan yaitu :

penapisan lebih efisien ;

tanggapan transien jauh lebih baik

gambar berikut ini memperlihatkan komponen tambahan untuk untai chopper elementer,

yang memungkinkan pemberian arus searah yang halus (smooth) untuk beban dalam praktek.

Dioda free wheeling (Dfw) memberi jalan bagi arus beban ketika saklar S terbuka (open).

Untai ini juga memperlihatkan pemakaian tapis induktans Lf untuk memberikan arus beban

DC yang cukup halus untuk beberapa pemakaian tertentu.

Bila frekuensi switching di dalam jangkauan kilohertz, maka induktans yang cukup kecil

sering dianggap sudah mencukupi untuk mengurangi riak (riple). Untuk pemakaian yang

menghendaki riak yang sangat kecil, digunakan tapis L-C. bila daya keluaran cukup besar

dan menghendaki operasi paralel, maka dimungkinkan penggunaan untai chopper paralel.

Jenis-jenis Chopper

Secara umum chopper dibagi menjadi empat jenis, yaitu:

1. Konverter/Chopper Buck

2. Konverter/chopper Boost

3. Pengubah Buck-Boost

4. Pengubah Boost-Buck atau Cuk

Konverter/Chopper BuckGambar 4 menunjukkan rangkaian dasar dalam metoda Buck.

Dalam metoda ini, tegangan keluaran akan lebih rendah atau sama dengan tegangan masukan.

Disamping itu, jika pada pengoperasiannya arus yang mengalir melalui induktor selalu lebih

besar dari nol (CCM - Continuous Conduction Mode), Gambar 4. Pengubah Buck

maka hubungan antara tegangan keluaran dengan tegangan masukan adalah sebagai berikut:

V0 = D . Vin (4)

Keuntungan pada konfigurasi Buck antara lain adalah efisiensi yang tinggi, rangkaiannya

sederhana, tidak memerlukan transformer, tingkatan stress pada komponen switch yang

rendah, riak (ripple) pada tegangan keluaran juga rendah sehingga penyaring atau filter yang

dibutuhkan pun relatif kecil. Kekurangan yang ditemukan misalnya adalah tidak adanya

isolasi antara masukan dan keluaran, hanya satu keluaran yang dihasilkan, dan tingkat ripple

yang tinggi pada arus masukan. Metoda Buck sering digunakan pada aplikasi yang

membutuhkan sistim yang berukuran kecil.

Konverter/chopper BoostJika tegangan keluaran yang dinginkan lebih besar dari tegangan

masukan, maka rangkaian Boost dapat dipakai. Topologi Boost terlihat pada Gambar 5. Pada

operasi CCM, tegangan keluaran dan tegangan masukan diekspresikan seperti:

Gambar 5. Pengubah boost

Boost juga memiliki efisiensi tinggi, rangkaian sederhana, tanpa transformer dan tingkat

ripple yang rendah pada arus masukan. Namun juga Boost tidak memiliki isolasi antara

masukan dan keluaran, hanya satu keluaran yang dihasilkan, dan tingkatan ripple yang tinggi

pada tegangan keluaran. Aplikasi Boost mencakup misalnya untuk perbaikan faktor daya

(Power Factor), dan untuk penaikan tegangan pada baterai

Pengubah Buck-BoostMetoda Buck-Boost tidak lain adalah kombinasi antara Buck dan

Boost, seperti terlihat pada Gambar 6, dimana tegangan keluaran dapat diatur menjadi lebih

tinggi atau lebih rendah dari tegangan masukan. Dalam operasi CCM, persamaan tegangan

yang dipakai adalah:

Gambar 6. Pengubah Buck-Boost

Yang menarik untuk dicatat dari Buck-Boost adalah bahwa tegangan keluaran memiliki tanda

berlawanan dengan tegangan masukan. Oleh karena itu metoda ini pun ditemui pada aplikasi

yang memerlukan pembalikan tegangan (voltage inversion) tanpa transformer. Walaupun

memiliki rangkaian sederhana, metoda Buck-Boost memiliki kekurangan seperti tidak adanya

isolasi antara sisi masukan dan keluaran, dan juga tingkat ripple yang tinggi pada tegangan

keluaran maupun arus keluaran.

Pengubah Boost-Buck atau Cuk Cara lain untuk mengkombinasikan metoda Buck dan Boost

dapat dilihat pada Gambar 7 dan dikenal dengan nama Boost-Buck atau Cuk. Seperti halnya

metoda Buck-Boost, tegangan keluaran yang dihasilkan dapat diatur menjadi lebih tinggi atau

lebih rendah dari tegangan masukan. Persamaan tegangan yang berlaku Gambar 7.

Pengubah

pada CCM pun sama dengan Buck-Boost (persamaan 6). Metoda Cuk juga digunakan pada

aplikasi yang memerlukan pembalikan tegangan (voltage inversion) tanpa transformer,

namun dengan kelebihan tingkatripple yang rendah pada arus masukan maupun arus keluar.

Aplikasi Chopper Mengatur Kecepatan Motor DC

Pengendalian kecepatan putar motor DC dapat dilakukan dengan mengubah besar tegangan

terminal motor. Sistem pencincang tegangan DC (chopper) adalah cara yang sederhana dan

efisien dalam mengubah besar tegangan DC.

Motor DC dapat diatur kecepatan berdasarkan persamaan sbb :

Dengan N : kecepatan putar motor

V : tegangan terminal motor

Ia : arus jangkar

Ra : hambatan jangkar

k : konstanta

φ : banyaknya fluksi

Dalam kasus pengendalian kecepatan putar motor, tegangan terminal motor (V) merupakan

variabel yang dapat diatur untuk menghasilkan putaran yang diinginkan. Dalam penelitian ini

pengaturan besarnya dilakukan dengan proses Chopper. Proses chopper dapat digambarkan

sbb :

Gambar 1. Proses pengubahan tegangan DC ke DC dengan metode Chopper.

Besarnya tegangan output dinyatakan sebagai :

Dengan mensubstitusi dua persamaan di atas didapatkan :

Besaran T dibuat tetap, dan besaran Ton diatur sesuai kebutuhan kecepatan putaran N. Dalam

mengendalikan kecepatan motor digunakan besaran masukan yang berupa selisih kecepatam

motor dengan kecepatan yang diinginkan, biasa disebut dengan error, dan laju perubahan

kecepatan itu sendiri, biasa disebut change of error. Terhadap kedua besaran ini dilakukan

fuzifikasi. Algoritma fuzi digunakan untuk menentukan besarnya Ton berdasarkan hasil

fuzifikasi masukan tadi. Sinyal kendali terbut dihasilkan setelah dilakukan defuzifikasi

dengan menetapkan aturan keanggotaan keluaran tertentu.

DC Chopper Tipe Buck merupakan salah satu jenis dari DC Chopper. Rangkaian elektronika

daya ini dapat mengubah tegangan DC pada nilai tertentu menjadi tegangan DC yang lebih

rendah. Untuk mendapatkan tegangan yang lebih rendah daripada masukannya, DC Chopper

Tipe Buck menggunakan komponen switching untuk mengatur duty cyclenya. Komponen

switching tersebut dapat berupa thyristor, MOSFET (Metal Oxide Semiconductor Field

Effect Transistor), IGBT, dll.

Berikut adalah rangkaian DC Chopper Tipe Buck (Buck Converter).

DC Chopper Tipe Buck

Secara umum, komponen-komponen yang menyusun DC Chopper Tipe Buck (Buck

Converter) adalah sumber masukan DC, MOSFET, Dioda Freewheeling, Induktor,

Kapasitor , Rangkaian Kontrol (Drive Circuit), serta Beban (R). MOSFET digunakan untuk

mencacah arus sesuai dengan duty cycle sehingga keluaran DC Chopper dapat sesuai dengan

yang diinginkan. Rangkaian Kontrol digunakan untuk mengendalikan MOSFET, sehingga

MOSFET mengetahui kapan dia harus membuka dan kapan harus menutup. Induktor

digunakan untuk menyimpan energi dalam bentuk arus. Energi tersebut disimpan ketika

MOSFET on dan dilepas ketika MOSFET off. Dioda Freewheeling digunakan untuk

mengalirkan arus yang dihasilkan induktor ketika MOSFET off.

Untuk menghasilkan tegangan keluaran yang konstan, DC Chopper Tipe Buck dapat

ditambah dengan rangkaian feedback (umpan balik). Pada rangkaian feedback ini, tegangan

keluaran dari DC Chopper akan dibandingkan dengan tegangan referensi, selisih keduanya

akan digunakan untuk menentukan duty cycle yang perlu ditambah atau dikurang sehingga

menghasilkan tegangan keluaran yang konstan. Berikut adalah rangkaian DC Chopper Tipe

Buck dengan feedback.

DC Chopper Tipe Buck dengan feedback

Prinsip Kerja DC Chopper Tipe Buck (Buck Converter)

MOSFET yang digunakan pada rangkaian DC Chopper Tipe Buck adalah bertindak sebagai

saklar yang dapat membuka atau menutup rangkaian sehingga arus dapat dikendalikan sesuai

dengan duty cycle yang diinginkan. Berikut adalah skema secara umum dari DC Chopper

Tipe Buck.

Kinerja dari DC Chopper tipe buck dapat dibagi menjadi 2 kerja utama, yaitu :

Ketika MOSFET on (tertutup) dan dioda off, arus mengalir dari sumber menuju ke induktor

(pengisian induktor), disaring dengan kapasitor, lalu ke beban, kembali lagi ke sumber.

Ketika MOSFET off (terbuka) dan dioda on, arus yang disimpan indukor dikeluarkan menuju

ke beban lalu ke dioda freewheeling dan kembali lagi ke induktor.

Grafik Keluaran DC Chopper Tipe Buck (Buck Converter)

Dari rangkaian DC Chopper Tipe Buck seperti diatas, didapatkan hasil gelombang keluaran

seperti dibawah ini :

Gelombang Keluaran DC Chopper Tipe Buck

Dari gambar dapat dilihat bahwa arus pada beban (IL) merupakan arus DC dimana jika kita

rata-rata arus beban tersebut, maka kita dapatkan bukan bernilai nol. Lebar periode dari arus

beban (IL) bergantung pada frekuensi yang diberikan oleh rangkaian kontrol. Posisi titik

tertinggi arus beban (IL) dipengaruhi oleh besarnya duty cycle yang diberikan oleh rangkaian

kontrol.

Semakin besar duty cycle, maka semakin besar pula tegangan keluaran yang dihasilkan DC

Chopper Tipe Buck. Namun, tegangan keluaran tersebut selalu lebih kecil atau sama dengan

tegangan masukan DC Chopper. Semakin besarnya duty cycle dapat dilihat dari semakin

besarnya area yang diwarnai biru muda pada gambar diatas.

Fungsi alir dari DC Chopper tipe Buck / M(D) adalah sebagai berikut :

Berikut adalah grafik hubungan duty cycle dengan fungsi alir dari DC Chopper Tipe Buck

Grafik Hubungan Duty Cycle dan Fungsi Alih

Semakin besar duty cycle (D), maka semakin besar pula fungsi alihnya / M(D). Begitu pula

sebaliknya, semakin kecil duty cycle (D), maka semakin kecil pula fungsi alihnya / M(D)

Kelebihan dan Kekurangan DC Chopper Tipe Buck (Buck Converter)

Keuntungan pada konfigurasi Buck antara lain adalah efisiensi yang tinggi, rangkaiannya

sederhana, tidak memerlukan transformer, tingkatan stress pada komponen switch yang

rendah, riak (ripple) pada tegangan keluaran juga rendah sehingga penyaring atau filter yang

dibutuhkan pun relatif kecil.

Kekurangan yang ditemukan misalnya adalah tidak adanya isolasi antara masukan dan

keluaran, hanya satu keluaran yang dihasilkan, dan tingkat ripple yang tinggi pada arus

masukan. Metoda Buck sering digunakan pada aplikasi yang membutuhkan sistem yang

berukuran kecil.

Video Youtube Terkait :

Buck Converters

Sumber Gambar : simonthenerd.com

Diposkan oleh Pramudya Nur Perdana di 19.02 Kirimkan Ini lewat Email

BlogThis!

Berbagi ke Twitter

Berbagi ke Facebook

Bagikan ke Pinterest

Label: Buck, DC Chopper, Elektronika Daya, Konverter DC-DC, Listrik

Tidak ada komentar:

Ngabei Comment Box...

Posting Lebih Baru

Posting Lama

Beranda

Langganan: Poskan Komentar (Atom)

Search

Memuat...

Categories

Elektronika Daya (12)

FAQ (3)

Gangguan Hubung Singkat (6)

Komponen Dasar (2)

Kualitas Daya Listrik (8)

Listrik (75)

Mesin Listrik (4)

Pembangkit Energi Listrik (14)

Pengukuran Listrik (12)

Sistem Distribusi Energi Listrik (1)

Sistem Transmisi (3)

Software (2)

Tegangan Tinggi (5)

Teknik Penggantian Isolator (4)

World News (4)

About Me

Follow Me On Google+

My Pool

Archives

► 2009 (3)

► 2011 (3)

▼ 2012 (49)

► Januari (6)

► April (1)

► Juli (12)

► Oktober (19)

▼ November (10)

► Nov 02 (1)

► Nov 03 (1)

► Nov 13 (1)

► Nov 14 (1)

► Nov 16 (1)

► Nov 18 (1)

► Nov 20 (1)

► Nov 22 (1)

▼ Nov 25 (2)

DC Chopper (Konverter DC-DC)

DC Chopper Tipe Buck (Buck Converter)

► Desember (1)

► 2013 (23)

Friend's Blogs

Den Ngabei Cinta Negeri

RH Photoworks

Looking For Inspirations to Achieve

Andreas Surya Ganda Sitorus Blog

Writing By Sincerity..

Abdurrahman Ghifari

Celoteh Duet Maut

Namung Nyampah

Inspiration

Jayawardana's Footprints

Blogger templates

Transmission Lines

Loading...

Translate This Post

Select Language▼

About Me

Pramudya Nur Perdana

Lihat profil lengkapku

Google+ Badge

Popular Posts

Operational Amplifier (Op-Amp)

Operational Amplifier (Op-Amp) Op-Amp adalah singkatan dari Operational Amplifier.

Merupakan salah satu komponen analog yang sering dig...

Daya Input, Daya Output, Torsi dan Efisiensi Mesin Listrik

Generator Pada Pembangkit Listrik Daya input, Daya Output, Torsi dan Efisiensi pada

mesin-mesin listrik merupakan beberapa besaran yang...

Pembangkit Listrik Tenaga Gas (PLTG)

Turbin Gas Energi listrik merupakan salah satu energi yang memiliki peranan penting bagi

kehidupan manusia. Untuk menghasilkan energi l...

Macam - Macam Gangguan Generator dan Akibatnya

Gangguan Pada Generator Dalam suatu operasi sistem tenaga listrik, terdapat banyak sekali

kondisi yang mempengaruhi kinerja dari ko...

Voltmeter

Voltmeter merupakan suatu peralatan listrik yang digunakan untuk mengukur tegangan

listrik dari suatu rangkaian. Secara garis besar,...

Pembangkit Listrik Tenaga Surya (PLTS)

Pembangkit Listrik Tenaga Surya Dimasa yang akan datang, penggunaan pembangkit

listrik berbahan bakar fosil, seperti pembangkit list...

DC Chopper (Konverter DC-DC)

Tegangan searah (DC) pada sistem tenaga listrik saat ini sangat dibutuhkan. Hal ini dapat

kita ditemui pada berbagai macam peralatan ru...

Amperemeter

Amperemeter merupakan peralatan listrik yang digunakan untuk mengukur besarnya arus

listrik dalam suatu rangkaian. Secara garis besar, am...

Pembangkit Listrik Tenaga Bayu / Angin (PLTB)

Pembangkit Listrik Tenaga Angin Berdasarkan data IEA Clean Coal Center (sampai Mei

2012) menunjukkan bahwa jumlah pembangkit listrik ...

Undervoltage dan Overvoltage

Relay Untuk meningkatkan kualitas daya listrik, perlu dilakukan pengurangan berbagai

permasalahan yang menyebabkan buruknya kualitas da...

Template Watermark. Diberdayakan oleh Blogger.

Jendela Den Ngabei

Indonesia Jaya...!

Beranda

Listrik

Daftar Isi

Unduh Artikel

Selamat Datang di Jendela Den Ngabei. Download artikel dengan memberi komentar pada

Ngabei Comment Box... pada halaman Unduh Artikel. 1 KLIK DOWNLOAD = Rp 1,-,

uang yang sudah terkumpul akan disumbangkan untuk biaya buku siswa SD di tempat KKN

saya, desa Ngargosari. Indonesia Jaya..!!. Blog ini berisikan tentang sistem tenaga listrik

mulai dari pembangkitan, transmisi, distribusi, pemanfaatan energi listrik, hingga

pengalaman praktis. Semoga bermanfaat..

Senin, 03 Desember 2012

DC Chopper Tipe Boost (Boost Converter)

DC Chopper Tipe Boost

DC Chopper Tipe Boost merupakan salah satu jenis dari DC Chopper. Rangkaian

elektronika daya ini dapat mengubah tegangan DC pada nilai tertentu menjadi tegangan DC

yang lebih tinggi. Untuk mendapatkan tegangan yang lebih tinggi daripada masukannya, DC

Chopper Tipe Boost menggunakan komponen switching untuk mengatur duty cycle-nya.

Komponen switching tersebut dapat berupa thyristor, MOSFET (Metal Oxide Semiconductor

Field Effect Transistor), IGBT, dll.

Berikut adalah rangkaian DC Chopper Tipe Boost (Boost Converter).

Rangkaian DC Chopper Tipe Boost (Boost Converter)

Seperti halnya DC Chopper Tipe Buck, komponen-komponen yang menyusun DC Chopper

Tipe Boost (Boost Converter) adalah sumber masukan DC, MOSFET, Dioda Freewheeling,

Induktor, Kapasitor, Rangkaian Kontrol (Drive Circuit), serta Beban (R). MOSFET

digunakan untuk mencacah arus sesuai dengan duty cycle sehingga keluaran DC Chopper

dapat sesuai dengan yang diinginkan. Rangkaian Kontrol digunakan untuk mengendalikan

MOSFET, sehingga MOSFET mengetahui kapan dia harus membuka dan kapan harus

menutup aliran arus. Induktor digunakan untuk menyimpan energi dalam bentuk arus. Energi

tersebut disimpan dalam induktor ketika MOSFET on dan dilepas ketika MOSFET off. Dioda

Freewheeling digunakan untuk mengalirkan arus yang dihasilkan induktor ketika MOSFET

off dengan bias maju.

Prinsip Kerja DC Chopper Tipe Boost (Boost Converter)

MOSFET yang digunakan pada rangkaian DC Chopper Tipe Boost adalah bertindak sebagai

saklar yang dapat membuka atau menutup rangkaian sehingga arus dapat dikendalikan sesuai

dengan duty cycle yang diinginkan. Berikut adalah skema secara umum dari DC Chopper

Tipe Boost.

Skema Boost Converter Beserta Keluarannya

Kinerja dari DC Chopper tipe Boost dapat dibagi menjadi 2 kerja utama, yaitu :

Ketika MOSFET on (tertutup) dan dioda off, arus mengalir searah jarum jam dari sumber

menuju ke induktor (terjadi pengisian arus pada induktor). Polaritas induktor pada sisi kiri

lebih positif dibandingkan sisi kanannya.

MOSFET Boost Converter ON

Ketika MOSFET off (terbuka) dan dioda on, arus yang disimpan di induktor akan berkurang

karena impedansi yang lebih tinggi. Berkurangnya arus pada induktor menyebabkan induktor

tersebut melawannya dengan membalik polaritasnya (lebih negatif pada sisi kiri). Sehingga,

arus yang mengalir pada dioda dan pada beban adalah penjumlahan antara arus pada sumber

dan arus pada induktor (seri). Disaat yang bersamaan kapasitor juga akan melakukan

penyimpanan energi dalam bentuk tegangan. Itulah sebabnya DC Chopper Tipe Boost

memiliki keluaran yang lebih tinggi dibandingkan dengan masukannya.

MOSFET Boost Converter OFF

Dari rangkaian DC Chopper Tipe Boost seperti diatas, didapatkan hasil gelombang keluaran

secara terperinci seperti dibawah ini :

Gelombang Keluaran DC Chopper Tipe Boost

Dari gambar dapat dilihat bahwa arus pada beban (IL) akan naik secara linier ketika

MOSFET dalam kondisi OFF dan turun secara linier pula ketika MOSFET dalam kondisi

ON. Namun penurunan arus beban (IL) tersebut tidak mencapai nol. Sehingga gambar diatas

dapat digolongkan menjadi DC Chopper Tipe Boost Mode Continous.

Semakin besar duty cycle, maka semakin besar pula tegangan keluaran yang dihasilkan DC

Chopper Tipe Boost. Namun, tegangan keluaran tersebut selalu lebih besar atau sama dengan

tegangan masukan DC Chopper. Semakin besarnya duty cycle dapat dilihat dari semakin

besarnya area yang diwarnai biru muda pada gambar diatas.

Mode Continous dan Discontinous Pada DC Chopper Tipe Boost

Pada DC Chopper Tipe Boost dikenal dengan adanya mode continous dan discontinous.

Mode continous adalah mode dimana arus yang dihasilkan oleh induktor tidak pernah habis

sampai nol ketika MOSFET pada rangkaian tersebut dalam kondisi OFF.

Continous Mode DC Chopper Tipe Boost

Fungsi Alih dari mode continous dapat dilihat pada persamaan berikut :

Sedangkan mode discontinous adalah mode dimana arus yang dihasilkan oleh induktor pada

saat MOSFET pada kondisi OFF, dapat mencapai nilai nol. Hal ini dikarenakan oleh adanya

beban yang terlalu ringan pada rangkaian.

Discontinous Mode DC Chopper Tipe Boost

Fungsi Alih dari mode continous dapat dilihat pada persamaan berikut :

Berikut adalah grafik hubungan duty cycle dengan fungsi alir dari DC Chopper Tipe Boost

Kurva Perbandingan Duty Cycle dan Fungsi Alih Boost Converter

Dari grafik diatas dapat diketahui bahwa, semakin besar duty cycle (D), maka semakin besar

pula fungsi alihnya / M(D). Namun, kenaikan tersebut bukanlah secara linier, melainkan

secara eksponensial. Begitu pula sebaliknya, semakin kecil duty cycle (D), maka semakin

kecil pula fungsi alihnya / M(D).

Berikut adalah kurva hubungan antara duty cycle dan efisiensi serta hubungan antara duty

cycle dan rasio tegangan.

Kurva Hubungan Duty Cyle dan Efisiensi

Kurva Hubungan Rasio V dan Duty Cylcle

Kelebihan dan Kekurangan DC Chopper Tipe Boost (Boost Converter)

Boost juga memiliki efisiensi tinggi, rangkaian sederhana, tanpa transformer dan tingkat

ripple yang rendah pada arus masukan. Namun juga Boost tidak memiliki isolasi antara

masukan dan keluaran, hanya satu keluaran yang dihasilkan, dan tingkatan ripple yang tinggi

pada tegangan keluaran. Aplikasi Boost mencakup misalnya untuk perbaikan faktor daya

(Power Factor), dan untuk penaikan tegangan pada baterai.

Dibandingkan topologi standar (Boost, Buck-Boost dan Cuk), konverter ini memiliki

keunggulan antara lain polaritas masukan-keluaran yang sama, riak tegangan keluaran yang

sangat rendah, regulasi yang baik, respon yang cepat, induktor yang bekerja dalam daerah

linier serta strategi kontrol yang sederhana. Pada dasarnya konverter ini bekerja berdasarkan

prinsip Boost Chopper dengan modifikasi pada rangkaian magnetik.

Video Youtube Terkait :

Boost Converter

Sumber Gambar : circuitsathome.com

You might also like:

DC Chopper (Konverter DC-DC)

DC Chopper Tipe Buck (Buck Converter)

DC Chopper Tipe Sepic (Sepic Converter)

Rangkaian Pembangkit Tegangan Tinggi DC

Linkwithin

Diposkan oleh Pramudya Nur Perdana di 01.04 Kirimkan Ini lewat Email

BlogThis!

Berbagi ke Twitter

Berbagi ke Facebook

Bagikan ke Pinterest

Label: Boost Converter, DC Chopper, Elektronika Daya, Konverter DC-DC, Listrik

Tidak ada komentar:

Ngabei Comment Box...

Posting Lebih Baru

Posting Lama

Beranda

Langganan: Poskan Komentar (Atom)

Search

Categories

Elektronika Daya (12)

FAQ (3)

Gangguan Hubung Singkat (6)

Komponen Dasar (2)

Kualitas Daya Listrik (8)

Listrik (75)

Mesin Listrik (4)

Pembangkit Energi Listrik (14)

Pengukuran Listrik (12)

Sistem Distribusi Energi Listrik (1)

Sistem Transmisi (3)

Software (2)

Tegangan Tinggi (5)

Teknik Penggantian Isolator (4)

World News (4)

About Me

Follow Me On Google+

My Pool

Archives

► 2009 (3)

► 2011 (3)

▼ 2012 (49)

► Januari (6)

► April (1)

► Juli (12)

► Oktober (19)

► November (10)

▼ Desember (1)

▼ Des 03 (1)

DC Chopper Tipe Boost (Boost Converter)

► 2013 (23)

Friend's Blogs

Den Ngabei Cinta Negeri

RH Photoworks

Looking For Inspirations to Achieve

Andreas Surya Ganda Sitorus Blog

Writing By Sincerity..

Abdurrahman Ghifari

Celoteh Duet Maut

Namung Nyampah

Inspiration

Jayawardana's Footprints

Blogger templates

Transmission Lines

Translate This Post

Select Language▼

About Me

Pramudya Nur Perdana

Lihat profil lengkapku

Google+ Badge

Popular Posts

Operational Amplifier (Op-Amp)

Operational Amplifier (Op-Amp) Op-Amp adalah singkatan dari Operational Amplifier.

Merupakan salah satu komponen analog yang sering dig...

Daya Input, Daya Output, Torsi dan Efisiensi Mesin Listrik

Generator Pada Pembangkit Listrik Daya input, Daya Output, Torsi dan Efisiensi pada

mesin-mesin listrik merupakan beberapa besaran yang...

Pembangkit Listrik Tenaga Gas (PLTG)

Turbin Gas Energi listrik merupakan salah satu energi yang memiliki peranan penting bagi

kehidupan manusia. Untuk menghasilkan energi l...

Macam - Macam Gangguan Generator dan Akibatnya

Gangguan Pada Generator Dalam suatu operasi sistem tenaga listrik, terdapat banyak sekali

kondisi yang mempengaruhi kinerja dari ko...

Voltmeter

Voltmeter merupakan suatu peralatan listrik yang digunakan untuk mengukur tegangan

listrik dari suatu rangkaian. Secara garis besar,...

Pembangkit Listrik Tenaga Surya (PLTS)

Pembangkit Listrik Tenaga Surya Dimasa yang akan datang, penggunaan pembangkit

listrik berbahan bakar fosil, seperti pembangkit list...

DC Chopper (Konverter DC-DC)

Tegangan searah (DC) pada sistem tenaga listrik saat ini sangat dibutuhkan. Hal ini dapat

kita ditemui pada berbagai macam peralatan ru...

Amperemeter

Amperemeter merupakan peralatan listrik yang digunakan untuk mengukur besarnya arus

listrik dalam suatu rangkaian. Secara garis besar, am...

Pembangkit Listrik Tenaga Bayu / Angin (PLTB)

Pembangkit Listrik Tenaga Angin Berdasarkan data IEA Clean Coal Center (sampai Mei

2012) menunjukkan bahwa jumlah pembangkit listrik ...

Undervoltage dan Overvoltage

Relay Untuk meningkatkan kualitas daya listrik, perlu dilakukan pengurangan berbagai

permasalahan yang menyebabkan buruknya kualitas da...

Template Watermark. Diberdayakan oleh Blogger.