DC to DC converter

4

Click here to load reader

description

A DC-to-DC converter is an electronic circuit which converts a source of direct current (DC) from one voltage level to another. It is a class of power converter.

Transcript of DC to DC converter

  • 1

    1

    DC to DC Converter

    Dr. Ir. Mochamad Ashari, MEng

    Department of Electrical EngineeringSepuluh Nopember Institute of Technology (ITS)

    Surabaya

    DC Converter, Dr. M.Ashari-T.Elektro ITS 2

    DC-to-DC Konverter

    Berfungsi untuk mengubahsuatu tegangan dc menjaditegangan dc yang lain (dinaikkan atau diturunkan)Nama lain: DC Chopper Switch Mode Power

    Supply DC Regulator

    Aplikasi:Pengatur kecepatanmotor dc, mobil listrikBattery ChargerPeralatan elektrolisaIndustri-industri kimia

    Dimensi lebih kecil danlebih ringan

    DC Converter, Dr. M.Ashari-T.Elektro ITS 3

    Switching Regulator

    Switching Regulator Bisa step down, step up

    dan inversi polaritas Menggunakan alat

    penyimpan energi sptinduktor atau kapasitor

    Efisiensi tinggi

    DC Converter, Dr. M.Ashari-T.Elektro ITS 4

    Switching Regulator

    Menggunakan switch semikonductorSwitch dioperasikan padafrekuensi tinggi (puluhan -ratusan kHz)Energi ditransfer dari input ke output secara diskritDapat menggunakanrangkaian feedback untukmengatur outputnya agar konstan.

  • 2

    DC Converter, Dr. M.Ashari-T.Elektro ITS 5

    Prinsip Kerja

    Memanfaatkan charging dandischarging arus induktorTegangan output berupa diskritKapasitor berfungsi menyimpan danmeratakan tegangan outputSwitch dioperasikan pada frekuensitinggi dengan periode TDuty cycle, k = ratio antara waktuswitch konduksi dan periodeswitchingt1 T

    Ttcycledutyk 1)( =

    DC Converter, Dr. M.Ashari-T.Elektro ITS 6

    Charging

    Saat switch menutup (on), arus charging mengalir keinductorArus naik selama switch menutup dan mencapai Imaxsaat t= t1Tenggang waktu switch menutup dapat diubah-ubahKenaikan arus dianggaplinier

    DC Converter, Dr. M.Ashari-T.Elektro ITS 7

    Discharging

    Saat switch membuka (off), arus dischargingArus turun dan mencapai Iminsaat t= TTenggang waktu switch off adalah T-t1Penurunan arus dianggaplinier

    DC Converter, Dr. M.Ashari-T.Elektro ITS 8

    Jenis DC-DC Konverter

    Boost Converter: hanya menaikkanteganganBuck Converter: hanyamenurunkan teganganBuck-Boost Converter: bisamenaikkan dan menurunkanteganganInverting Topology (Flyback): polaritas tegangan outputnyadibalik

    Vin Vout

    ton

    T

    toff

    t1

  • 3

    DC Converter, Dr. M.Ashari-T.Elektro ITS 9

    Boost Converter

    Tegangan output selalulebih besar dari teganganinputTegangan output mempunyai polaritas yang sama dengan teganganinput

    Ttk on=

    offon ttT +=ton

    T

    toff

    t1

    kTton =

    Tktoff )1( =

    DC Converter, Dr. M.Ashari-T.Elektro ITS 10

    Boost Converter

    onin t

    iLV

    =onin tViL =

    Charging (switch on):

    Discharging (switch off):

    outoff

    in VtiLV +

    =

    offinout t

    iLVV

    +=

    kVV inout

    =1

    +=

    off

    oninout t

    tVV 1

    DC Converter, Dr. M.Ashari-T.Elektro ITS 11

    Buck Converter

    Tegangan output selalulebih kecil dari teganganinputTegangan output mempunyai polaritas yang sama dengan teganganinput

    DC Converter, Dr. M.Ashari-T.Elektro ITS 12

    Buck Converter

    oon

    in VtiLV +

    = ( ) onoutin tVViL =

    Charging (switch on):

    Discharging (switch off):

    outoff

    VtiL +

    =0off

    out tiLV

    =

    kVV inout =

  • 4

    DC Converter, Dr. M.Ashari-T.Elektro ITS 13

    Buck-Boost Converter

    Tegangan output dapat lebih besaratau lebih kecil dari tegangan inputTegangan output mempunyaipolaritas yang terbalik terhadaptegangan input

    kkVV inout

    =1

    DC Converter, Dr. M.Ashari-T.Elektro ITS 14

    Fly-back Converter

    Polaritas tegangan output dapat dibalikTegangan output terisolasiterhadap tegangan inputDapat dibuat konfigurasiboost, buck maupun buck-boost konverter