MAKALAH SKRIPSI

PERANCANGAN BUCK CONVERTER SEBAGAI CATU DAYABERBASIS IC TL494 DAN ATMEGA8535

Oleh:

IGNATIUS RIWI SETIAWAN06/197971/TK/32185

JURUSAN TEKNIK ELEKTRO DAN TEKNOLOGI INFORMASIFAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS GADJAH MADA

YOGYAKARTA2010

HALAMAN PENGESAHAN

MAKALAH SKRIPSI

Perancangan Buck Converter Sebagai Catu DayaBerbasis IC TL494 dan ATMega8535

Diajukan Sebagai Salah Satu Syarat Untuk Memperoleh

Gelar Sarjana Teknik Program S-1

Pada Jurusan Teknik Elektro dan Teknologi Informasi Fakultas Teknik

Universitas Gadjah Mada

Oleh:

IGNATIUS RIWI SETIAWAN

06/197971/TK/32185

Yogyakarta, 6 Juli 2010

Telah diperiksa dan disetujui oleh:

Dosen Pembimbing I Dosen Pembimbing II

Ir. Bambang Sutopo, M.Phil Astria Nur Irfansyah, S.T. ,M.E.NIP. 194810191980031001

Perancangan Buck Converter Sebagai Catu DayaBerbasis IC TL494 dan ATMega8535

Ignatius Riwi S.1, Bambang Sutopo 2, Astria Nur Irfansyah21Mahasiswa S-1 Jurusan Teknik Elektro, FT UGM

2Dosen di Jurusan Teknik Elektro dan Teknologi Informasi, FT UGM

Abstrak

Buck converter merupakan sebuah topologi DC-DC converter yang digunakan sebagaipenurun tegangan sebanding dengan nilai duty cycle-nya. Topologi ini sangat mudah dalampenerapannya karena hanya membutuhkan komponen penyusun yang sederhana diantaranyaswitcher, induktor, kapasitor dan dioda.

Teknologi buck converter mengubah tegangan masukan DC menjadi keluaran yang tersaklarsehingga saat difilter kembali akan menghasilkan nilai tegangan DC yang lebih rendah. Denganmemanfaatkan IC TL494 yang merupakan IC untuk switching power supply yang memilikikemampuan switching hingga 300kHz serta fitur-fitur lain seperti error amplifier, variable dutycycle by dead-time control, dan output control maka perancangan buck converter tidak akansesulit yang dibayangkan. Dengan memanfaatkan fitur mikrokontroler ATMega8535 pula, makaperangkat catu daya dapat digunakan sebagai variable power supply.

Dalam pengujian tampak bahwa IC TL494 mampu diaplikasikan dengan baik sebagaipengendali catu daya switching dengan topologi buck converter. Mikrokontroler ATMega8535sebagai penampil dan pemberi nilai referensi bagi IC TL494 menambah kehandalan dankemudahan penggunaan alat serta diharapkan mampu memberikan tampilan nilai yang akuratsehingga mampu dibandingkan dengan catu daya switching serupa yang sudah ada di pasaran.

Kata kunci: Buck converter, mikrokontroler ATMega8535, TL494, catu daya

1. PendahuluanPada saat ini kebutuhan untuk penghematan daya

sangat gencar digalakkan oleh pemerintah. Namun disisi lain penyedia produk dengan kemampuanpenghematan daya belum banyak tersedia dimasyarakat karena kecenderungan masyarakat belumbanyak mengenal atau mengetahui tentang produk-produk energy saver itu. Masyarakat masihcenderung memilih produk dengan teknologi lamayang sudah dikenal, seperti catu daya linear yangmemiliki efisiensi rendah.

Berdasarkan hal tersebut, maka alternatif solusiyang dapat digunakan adalah menggunakanswitching power supply yang memiliki efisiensitinggi dibandingkan catu daya linear dengan ratingyang sama.

Kebutuhan daya yang beraneka ragam padaperalatan listrik juga merupakan tantangan bagi paraperancang catu daya switching saat ini. Oleh sebabitu perlu dirancang sebuah catu daya switching yangmultiguna atau dapat digunakan untuk semuakebutuhan dan mudah digunakan. Dari gagasan inilahmaka dirancanglah sebuah catu daya switching yangdapat diatur nilai outputnya.

Catu daya switching pun memiliki beberapatopologi yang dapat digunakan dan topologi buckconverter adalah topologi yang paling mudahpengaplikasiannya, sehingga topologi inilah yangbanyak digunakan dalam aplikasi catu daya

switching, khususnya untuk menurunkan teganganDC.[1]

Dengan memanfaatkan fitur pada IC TL 494,seperti error amplifier, variable duty cycle dengandead-time control, dan output control serta fiturmikrokontroler ATMega8535, seperti Timer/Counterdan ADC, maka catu daya switching dengan nilaitegangan variable dapat dirancang.[2][3]

Prinsip kerja rangkaian ini adalah dengan kendalipensaklaran. Komponen utama pada topologi buckadalah penyaklar, dioda freewheel, induktor, dankapasitor. Topologi Buck Converter ditunjukkan olehGbr.1.

Gbr.1 – Topologi Buck Converter

Pada saat saklar terhubung, beban terhubunglangsung dengan sumber DC. Namun saat saklarterbuka maka beban terisolasi dari sumber DC.Suplai daya diberikan oleh komponen induktor dankapasitor. Dioda freewheel menyediakan jalur untukarus induktor. Dari prinsip ini maka arus beban yangditarik dari sumber tidaklah sama dengan arus yangdisuplai ke beban karena adanya fase OFF dalam

Perancangan Buck Converter Sebagai Catu DayaBerbasis IC TL494 dan ATMega8535

Ignatius Riwi S.1, Bambang Sutopo 2, Astria Nur Irfansyah21Mahasiswa S-1 Jurusan Teknik Elektro, FT UGM

2Dosen di Jurusan Teknik Elektro dan Teknologi Informasi, FT UGM

Abstrak

Buck converter merupakan sebuah topologi DC-DC converter yang digunakan sebagaipenurun tegangan sebanding dengan nilai duty cycle-nya. Topologi ini sangat mudah dalampenerapannya karena hanya membutuhkan komponen penyusun yang sederhana diantaranyaswitcher, induktor, kapasitor dan dioda.

Teknologi buck converter mengubah tegangan masukan DC menjadi keluaran yang tersaklarsehingga saat difilter kembali akan menghasilkan nilai tegangan DC yang lebih rendah. Denganmemanfaatkan IC TL494 yang merupakan IC untuk switching power supply yang memilikikemampuan switching hingga 300kHz serta fitur-fitur lain seperti error amplifier, variable dutycycle by dead-time control, dan output control maka perancangan buck converter tidak akansesulit yang dibayangkan. Dengan memanfaatkan fitur mikrokontroler ATMega8535 pula, makaperangkat catu daya dapat digunakan sebagai variable power supply.

Dalam pengujian tampak bahwa IC TL494 mampu diaplikasikan dengan baik sebagaipengendali catu daya switching dengan topologi buck converter. Mikrokontroler ATMega8535sebagai penampil dan pemberi nilai referensi bagi IC TL494 menambah kehandalan dankemudahan penggunaan alat serta diharapkan mampu memberikan tampilan nilai yang akuratsehingga mampu dibandingkan dengan catu daya switching serupa yang sudah ada di pasaran.

Kata kunci: Buck converter, mikrokontroler ATMega8535, TL494, catu daya

1. PendahuluanPada saat ini kebutuhan untuk penghematan daya

sangat gencar digalakkan oleh pemerintah. Namun disisi lain penyedia produk dengan kemampuanpenghematan daya belum banyak tersedia dimasyarakat karena kecenderungan masyarakat belumbanyak mengenal atau mengetahui tentang produk-produk energy saver itu. Masyarakat masihcenderung memilih produk dengan teknologi lamayang sudah dikenal, seperti catu daya linear yangmemiliki efisiensi rendah.

Berdasarkan hal tersebut, maka alternatif solusiyang dapat digunakan adalah menggunakanswitching power supply yang memiliki efisiensitinggi dibandingkan catu daya linear dengan ratingyang sama.

Kebutuhan daya yang beraneka ragam padaperalatan listrik juga merupakan tantangan bagi paraperancang catu daya switching saat ini. Oleh sebabitu perlu dirancang sebuah catu daya switching yangmultiguna atau dapat digunakan untuk semuakebutuhan dan mudah digunakan. Dari gagasan inilahmaka dirancanglah sebuah catu daya switching yangdapat diatur nilai outputnya.

Catu daya switching pun memiliki beberapatopologi yang dapat digunakan dan topologi buckconverter adalah topologi yang paling mudahpengaplikasiannya, sehingga topologi inilah yangbanyak digunakan dalam aplikasi catu daya

switching, khususnya untuk menurunkan teganganDC.[1]

Dengan memanfaatkan fitur pada IC TL 494,seperti error amplifier, variable duty cycle dengandead-time control, dan output control serta fiturmikrokontroler ATMega8535, seperti Timer/Counterdan ADC, maka catu daya switching dengan nilaitegangan variable dapat dirancang.[2][3]

Prinsip kerja rangkaian ini adalah dengan kendalipensaklaran. Komponen utama pada topologi buckadalah penyaklar, dioda freewheel, induktor, dankapasitor. Topologi Buck Converter ditunjukkan olehGbr.1.

Gbr.1 – Topologi Buck Converter

Pada saat saklar terhubung, beban terhubunglangsung dengan sumber DC. Namun saat saklarterbuka maka beban terisolasi dari sumber DC.Suplai daya diberikan oleh komponen induktor dankapasitor. Dioda freewheel menyediakan jalur untukarus induktor. Dari prinsip ini maka arus beban yangditarik dari sumber tidaklah sama dengan arus yangdisuplai ke beban karena adanya fase OFF dalam

Perancangan Buck Converter Sebagai Catu DayaBerbasis IC TL494 dan ATMega8535

Ignatius Riwi S.1, Bambang Sutopo 2, Astria Nur Irfansyah21Mahasiswa S-1 Jurusan Teknik Elektro, FT UGM

2Dosen di Jurusan Teknik Elektro dan Teknologi Informasi, FT UGM

Abstrak

Buck converter merupakan sebuah topologi DC-DC converter yang digunakan sebagaipenurun tegangan sebanding dengan nilai duty cycle-nya. Topologi ini sangat mudah dalampenerapannya karena hanya membutuhkan komponen penyusun yang sederhana diantaranyaswitcher, induktor, kapasitor dan dioda.

Teknologi buck converter mengubah tegangan masukan DC menjadi keluaran yang tersaklarsehingga saat difilter kembali akan menghasilkan nilai tegangan DC yang lebih rendah. Denganmemanfaatkan IC TL494 yang merupakan IC untuk switching power supply yang memilikikemampuan switching hingga 300kHz serta fitur-fitur lain seperti error amplifier, variable dutycycle by dead-time control, dan output control maka perancangan buck converter tidak akansesulit yang dibayangkan. Dengan memanfaatkan fitur mikrokontroler ATMega8535 pula, makaperangkat catu daya dapat digunakan sebagai variable power supply.

Dalam pengujian tampak bahwa IC TL494 mampu diaplikasikan dengan baik sebagaipengendali catu daya switching dengan topologi buck converter. Mikrokontroler ATMega8535sebagai penampil dan pemberi nilai referensi bagi IC TL494 menambah kehandalan dankemudahan penggunaan alat serta diharapkan mampu memberikan tampilan nilai yang akuratsehingga mampu dibandingkan dengan catu daya switching serupa yang sudah ada di pasaran.

Kata kunci: Buck converter, mikrokontroler ATMega8535, TL494, catu daya

1. PendahuluanPada saat ini kebutuhan untuk penghematan daya

sangat gencar digalakkan oleh pemerintah. Namun disisi lain penyedia produk dengan kemampuanpenghematan daya belum banyak tersedia dimasyarakat karena kecenderungan masyarakat belumbanyak mengenal atau mengetahui tentang produk-produk energy saver itu. Masyarakat masihcenderung memilih produk dengan teknologi lamayang sudah dikenal, seperti catu daya linear yangmemiliki efisiensi rendah.

Berdasarkan hal tersebut, maka alternatif solusiyang dapat digunakan adalah menggunakanswitching power supply yang memiliki efisiensitinggi dibandingkan catu daya linear dengan ratingyang sama.

Kebutuhan daya yang beraneka ragam padaperalatan listrik juga merupakan tantangan bagi paraperancang catu daya switching saat ini. Oleh sebabitu perlu dirancang sebuah catu daya switching yangmultiguna atau dapat digunakan untuk semuakebutuhan dan mudah digunakan. Dari gagasan inilahmaka dirancanglah sebuah catu daya switching yangdapat diatur nilai outputnya.

Catu daya switching pun memiliki beberapatopologi yang dapat digunakan dan topologi buckconverter adalah topologi yang paling mudahpengaplikasiannya, sehingga topologi inilah yangbanyak digunakan dalam aplikasi catu daya

switching, khususnya untuk menurunkan teganganDC.[1]

Dengan memanfaatkan fitur pada IC TL 494,seperti error amplifier, variable duty cycle dengandead-time control, dan output control serta fiturmikrokontroler ATMega8535, seperti Timer/Counterdan ADC, maka catu daya switching dengan nilaitegangan variable dapat dirancang.[2][3]

Prinsip kerja rangkaian ini adalah dengan kendalipensaklaran. Komponen utama pada topologi buckadalah penyaklar, dioda freewheel, induktor, dankapasitor. Topologi Buck Converter ditunjukkan olehGbr.1.

Gbr.1 – Topologi Buck Converter

Pada saat saklar terhubung, beban terhubunglangsung dengan sumber DC. Namun saat saklarterbuka maka beban terisolasi dari sumber DC.Suplai daya diberikan oleh komponen induktor dankapasitor. Dioda freewheel menyediakan jalur untukarus induktor. Dari prinsip ini maka arus beban yangditarik dari sumber tidaklah sama dengan arus yangdisuplai ke beban karena adanya fase OFF dalam

periode siklus penyaklaran. Hal inilah yang membuatefisiensi daya buck converter menjadi lebih tinggidibandingkan catu daya linear.

2. Metodologi PenelitianMetodologi penelitian yang digunakan antara

lain:

2.1. Metode PustakaPenulis mendapatkan referensi dari buku yang

diperoleh dari Dosen Pembimbing, perpustakaan,maupun materi perkuliahan.

2.2. Metode ObservasiMetode observasi dilakukan di laboratorium

dengan menggunakan perangkat-perangkatpendukung seperti komputer, osiloskop, danmultimeter. Selain itu software yang digunakanantara lain Code Vision dan ORCAD 9.1 untukperancangan software dan hardware alat.

2.3. Metode Interview atau tanya jawabMetode ini dilakukan dengan bimbingan dari

Dosen Pembimbing serta dengan melakukan tanyajawab kepada beberapa sumber yang memilikipemahaman pada masalah yang berkaitan dengantugas akhir ini.

3. Hasil dan PembahasanHasil pengujian terhadap alat diantaranya adalah

pengujian pada penampil serta keluaran teganganbuck converter.

3.1. Pengujian tampilanTampilan alat meliputi menu tegangan (Gbr.2),

arus (Gbr.3), status supply (Gbr.4), dan tampilansiaga (Gbr.5).

Gbr.2 – Menu tegangan

Pada menu tegangan Gbr.2 ini ditunjukkan bahwadengan mengubah nilai OCR1A pada mikrokontrolerakan menghasilkan nilai referensi tertentu untuk ICTL494 yang mengatur kendali penyaklaran sehingganilai tegangan suplai juga akan berubah. Semakinbesar nilai OCR1A nilai tegangan juga akan naik.

Gbr.3 – Menu arus

Menu pengaturan arus pada Gbr.3 ini digunakanuntuk membatasi nilai arus yang dapat mengalir kebeban. Pada Gbr.3 diberikan nilai batas arus dalamampere.

Gbr.4 – Menu status supply

Dari menu ini dapat diamati kondisi catu dayayang sedang tidak berbeban ataupun berbeban.

Gbr.5 – Tampilan siaga

Tampilan awal/siaga ini dilengkapi denganfasilitas untuk menyimpan dan memanggil kembalipegaturan catu daya yang telah disimpan sebelumnyasehingga tidak perlu melakukan pengaturan kembali.

3.2. Pengujian keluaran teganganPengujian keluaran tegangan dilakukan dengan

membebani catu daya dengan beban resistif berupabohlam lampu sepeda motor. Pada Tabel 1 diberikanhasil pengujian output saat berbeban. Nilai bebanyang digunakan adalah nilai pendekatan karenaketidaksesuaian nominal dan karakternya. Dibuktikandengan ketidaklinearan arus dan dayanya.

Tabel 1 – Pengaruh pembebanan pada output

Beban(W)

Arus(A)

Voutput tanpa

beban

(V)

Vberbeban

(V)

3 0,43 12 11,810 0,67 12 11,813 1,15 12 11,820 1,31 12 11,723 1,67 12 11,726 2,21 12 11,630 1,96 12 11,633 2,34 12 11,536 2,77 12 11,340 2,62 12 11,543 2,96 12 11,346 3,25 12 11,2

Dari data pengujian diperoleh beberapakesimpulan bahwa nilai drop tegangan akan semakinbesar jika nilai beban juga semakin besar, hal inidisebabkan karena adanya faktor resistansi padakomponen yang digunakan pada buck convertersehingga menimbulkan losses daya resistif padaperangkat. Misalnya pada komponen switcher BJTPower yang tidak benar-benar saturasi sehingga dayaterbuangnya akan semakin besar. Ditandai denganpanas berlebih pada pendingin saat alat berbeban.

Pada catu daya permasalahan rugi-rugi daya tidakdapat dihindari karena rugi-rugi daya selalu munculpada rangkaian resisif. Rangkaian resistif hanyamendisipasi energi dalam bentuk panas, sehinggaefisiensi daya akan menurun.

periode siklus penyaklaran. Hal inilah yang membuatefisiensi daya buck converter menjadi lebih tinggidibandingkan catu daya linear.

2. Metodologi PenelitianMetodologi penelitian yang digunakan antara

lain:

2.1. Metode PustakaPenulis mendapatkan referensi dari buku yang

diperoleh dari Dosen Pembimbing, perpustakaan,maupun materi perkuliahan.

2.2. Metode ObservasiMetode observasi dilakukan di laboratorium

dengan menggunakan perangkat-perangkatpendukung seperti komputer, osiloskop, danmultimeter. Selain itu software yang digunakanantara lain Code Vision dan ORCAD 9.1 untukperancangan software dan hardware alat.

2.3. Metode Interview atau tanya jawabMetode ini dilakukan dengan bimbingan dari

Dosen Pembimbing serta dengan melakukan tanyajawab kepada beberapa sumber yang memilikipemahaman pada masalah yang berkaitan dengantugas akhir ini.

3. Hasil dan PembahasanHasil pengujian terhadap alat diantaranya adalah

pengujian pada penampil serta keluaran teganganbuck converter.

3.1. Pengujian tampilanTampilan alat meliputi menu tegangan (Gbr.2),

arus (Gbr.3), status supply (Gbr.4), dan tampilansiaga (Gbr.5).

Gbr.2 – Menu tegangan

Pada menu tegangan Gbr.2 ini ditunjukkan bahwadengan mengubah nilai OCR1A pada mikrokontrolerakan menghasilkan nilai referensi tertentu untuk ICTL494 yang mengatur kendali penyaklaran sehingganilai tegangan suplai juga akan berubah. Semakinbesar nilai OCR1A nilai tegangan juga akan naik.

Gbr.3 – Menu arus

Menu pengaturan arus pada Gbr.3 ini digunakanuntuk membatasi nilai arus yang dapat mengalir kebeban. Pada Gbr.3 diberikan nilai batas arus dalamampere.

Gbr.4 – Menu status supply

Dari menu ini dapat diamati kondisi catu dayayang sedang tidak berbeban ataupun berbeban.

Gbr.5 – Tampilan siaga

Tampilan awal/siaga ini dilengkapi denganfasilitas untuk menyimpan dan memanggil kembalipegaturan catu daya yang telah disimpan sebelumnyasehingga tidak perlu melakukan pengaturan kembali.

3.2. Pengujian keluaran teganganPengujian keluaran tegangan dilakukan dengan

membebani catu daya dengan beban resistif berupabohlam lampu sepeda motor. Pada Tabel 1 diberikanhasil pengujian output saat berbeban. Nilai bebanyang digunakan adalah nilai pendekatan karenaketidaksesuaian nominal dan karakternya. Dibuktikandengan ketidaklinearan arus dan dayanya.

Tabel 1 – Pengaruh pembebanan pada output

Beban(W)

Arus(A)

Voutput tanpa

beban

(V)

Vberbeban

(V)

3 0,43 12 11,810 0,67 12 11,813 1,15 12 11,820 1,31 12 11,723 1,67 12 11,726 2,21 12 11,630 1,96 12 11,633 2,34 12 11,536 2,77 12 11,340 2,62 12 11,543 2,96 12 11,346 3,25 12 11,2

Dari data pengujian diperoleh beberapakesimpulan bahwa nilai drop tegangan akan semakinbesar jika nilai beban juga semakin besar, hal inidisebabkan karena adanya faktor resistansi padakomponen yang digunakan pada buck convertersehingga menimbulkan losses daya resistif padaperangkat. Misalnya pada komponen switcher BJTPower yang tidak benar-benar saturasi sehingga dayaterbuangnya akan semakin besar. Ditandai denganpanas berlebih pada pendingin saat alat berbeban.

Pada catu daya permasalahan rugi-rugi daya tidakdapat dihindari karena rugi-rugi daya selalu munculpada rangkaian resisif. Rangkaian resistif hanyamendisipasi energi dalam bentuk panas, sehinggaefisiensi daya akan menurun.

periode siklus penyaklaran. Hal inilah yang membuatefisiensi daya buck converter menjadi lebih tinggidibandingkan catu daya linear.

2. Metodologi PenelitianMetodologi penelitian yang digunakan antara

lain:

2.1. Metode PustakaPenulis mendapatkan referensi dari buku yang

diperoleh dari Dosen Pembimbing, perpustakaan,maupun materi perkuliahan.

2.2. Metode ObservasiMetode observasi dilakukan di laboratorium

dengan menggunakan perangkat-perangkatpendukung seperti komputer, osiloskop, danmultimeter. Selain itu software yang digunakanantara lain Code Vision dan ORCAD 9.1 untukperancangan software dan hardware alat.

2.3. Metode Interview atau tanya jawabMetode ini dilakukan dengan bimbingan dari

Dosen Pembimbing serta dengan melakukan tanyajawab kepada beberapa sumber yang memilikipemahaman pada masalah yang berkaitan dengantugas akhir ini.

3. Hasil dan PembahasanHasil pengujian terhadap alat diantaranya adalah

pengujian pada penampil serta keluaran teganganbuck converter.

3.1. Pengujian tampilanTampilan alat meliputi menu tegangan (Gbr.2),

arus (Gbr.3), status supply (Gbr.4), dan tampilansiaga (Gbr.5).

Gbr.2 – Menu tegangan

Pada menu tegangan Gbr.2 ini ditunjukkan bahwadengan mengubah nilai OCR1A pada mikrokontrolerakan menghasilkan nilai referensi tertentu untuk ICTL494 yang mengatur kendali penyaklaran sehingganilai tegangan suplai juga akan berubah. Semakinbesar nilai OCR1A nilai tegangan juga akan naik.

Gbr.3 – Menu arus

Menu pengaturan arus pada Gbr.3 ini digunakanuntuk membatasi nilai arus yang dapat mengalir kebeban. Pada Gbr.3 diberikan nilai batas arus dalamampere.

Gbr.4 – Menu status supply

Dari menu ini dapat diamati kondisi catu dayayang sedang tidak berbeban ataupun berbeban.

Gbr.5 – Tampilan siaga

Tampilan awal/siaga ini dilengkapi denganfasilitas untuk menyimpan dan memanggil kembalipegaturan catu daya yang telah disimpan sebelumnyasehingga tidak perlu melakukan pengaturan kembali.

3.2. Pengujian keluaran teganganPengujian keluaran tegangan dilakukan dengan

membebani catu daya dengan beban resistif berupabohlam lampu sepeda motor. Pada Tabel 1 diberikanhasil pengujian output saat berbeban. Nilai bebanyang digunakan adalah nilai pendekatan karenaketidaksesuaian nominal dan karakternya. Dibuktikandengan ketidaklinearan arus dan dayanya.

Tabel 1 – Pengaruh pembebanan pada output

Beban(W)

Arus(A)

Voutput tanpa

beban

(V)

Vberbeban

(V)

3 0,43 12 11,810 0,67 12 11,813 1,15 12 11,820 1,31 12 11,723 1,67 12 11,726 2,21 12 11,630 1,96 12 11,633 2,34 12 11,536 2,77 12 11,340 2,62 12 11,543 2,96 12 11,346 3,25 12 11,2

Dari data pengujian diperoleh beberapakesimpulan bahwa nilai drop tegangan akan semakinbesar jika nilai beban juga semakin besar, hal inidisebabkan karena adanya faktor resistansi padakomponen yang digunakan pada buck convertersehingga menimbulkan losses daya resistif padaperangkat. Misalnya pada komponen switcher BJTPower yang tidak benar-benar saturasi sehingga dayaterbuangnya akan semakin besar. Ditandai denganpanas berlebih pada pendingin saat alat berbeban.

Pada catu daya permasalahan rugi-rugi daya tidakdapat dihindari karena rugi-rugi daya selalu munculpada rangkaian resisif. Rangkaian resistif hanyamendisipasi energi dalam bentuk panas, sehinggaefisiensi daya akan menurun.

Namun rugi-rugi dapat diminimalisir denganmelakukan perancangan yang baik, sepertimenggunakan komponen dengan efek resistif yangkecil (induktor, capasitor).

Tabel 2 – Pengujian nilai efisiensi alat

Beban(W)

RegulasiTegangan

(%)

EfisiensiOutput

(%)3 1,69 56,310 1,69 61,413 1,69 71,920 2,56 61,423 2,56 56,226 3,45 67,230 3,45 54,233 4,35 60,836 6,19 66,340 4,35 60,443 6,19 64,746 7,14 66,0

Tabel 2 memberikan gambaran pada regulasitegangan dan efisiensi alat. Berdasarkan Tabel 2dapat digambarkan grafiknya pada Gbr.6 untukregulasi tegangannya dan Gbr.7 untuk efisiensioutputnya. Dari grafik regulasinya diketahui bahwaregulasi tegangan akan baik untuk beban yang kecil,namun efisiensi alat justru baik untuk beban yangbesar. Efisiensi diperoleh dengan mengukur pulategangan dan arus input buck converter.

Nilai regulasi tegangan dihitung denganmembandingkan drop tegangan dengan nilaitegangan beban penuhnya.[4]= _ 100% (1)

Efisiensi daya alat diukur denganmembandingkan daya output terhadap inputnyadengan mengetahui nilai tegangan dan arus inputmaupun outputnya.[4]= 100% (2)

Gbr.6 – Grafik regulasi tegangan

Gbr.7 – Grafik efisiensi alat

4. KesimpulanKesimpulan yang dapat diambil diantaranya:1. Alat memiliki keluaran variabel mulai dari

0V hingga 43V yang dapat diatur dengantombol penambah atau pengurang denganbatas arus maksimal 7A.

2. Alat memiliki regulasi tegangan (sebandingdengan drop tegangan) yang masih kurangbaik dengan nilai sekitar 10% dan efisiensidayanya 60% hingga 70%.

3. Alat akan mengalami regulasi tegangan yangsemakin besar (drop tegangan semakin besar)ketika beban arus naik yang mungkindisebabkan oleh BJT switcher yang belumbenar-benar saturasi sehingga daya banyakterbuang menjadi panas, namun efisiensi alatnaik saat beban arus semakin besar.

4. Grafik regulasi dan efisiensi tidak linearterhadap perubahan beban karena nilai dayabeban yang tercantum memiliki karakterpembebanan yang berbeda (karakter bahanwoolfram).

5. Pengukuran dengan tampilan LCD masihkurang akurat karena nilai yang ditampilkanmasih berkedip/flicker.

5. Referensi[1] Daniel W. Hart, “Introduction To Power

Electronics”, John Wiley & Sons, Inc., USA,1997.

[2] Agus Bejo, “C dan AVR Rahasia KemudahanBahasa C dalam Mikrokontroler ATMega8535”, Graha Ilmu, Yogyakarta, 2008.

[3] Datasheet TL494, 2000.[4] Hamzah Berahim, “Pengantar Teknik Tenaga

Listrik”, Andi Offset, Yogyakarta, 1996.

0

2

4

6

8

020406080

Beban(W)

Reg

ulas

i(%

)

Beban(W)

Effis

iens

i(%

)