modul praktikum elektronika daya · PDF filePengaturan kecepatan motor DC dengan pengontrolan...

modul praktikumelektronika daya

MODUL PRAKTIKUM

ELEKTRONIKA DAYA

LABORATORIUM KONVERSI ENERGI LISTRIK

DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS INDONESIA

2016

Modul Praktikum Elektronika Daya

Laboratorium Konversi Energi Listrik

1

MODUL 1

BRIEFING PRAKTIKUM

Briefing praktikum dilaksanakan hari Selasa 22 Maret pukul 16.00 - selesai di

Kelas S. 305 (Saat kelas Elektronika Daya). Seluruh praktikan wajib hadir karena briefing

termasuk dalam komponen penilaian.



2

MODUL 2

DIODA DAYA

Tujuan

1. Memahami karateristik dari Dioda Daya

2. Memahami jenis-jenis dari Dioda Daya

Dasar Teori

Dioda daya merupakan device semikonduktor yang terdiri dari anoda dan

katoda, yang dipergunakan untuk daya yang besar. Prinsip kerja dari dioda daya

sama dengan dioda sinyal yaitu secara umum adalah dioda akan on (konduksi)

apabila tegangan yang diberikan pada anoda lebih besar dari tegangan katoda

(Vs > 0 ). Pada saat on dioda dapat digambarkan sebagai rangkaian short circuit,

sedangkan pada saat off dioda dapat digambarkan sebagai rangkaian open circuit.

Berdasarkan prinsip kerja dioda maka dalam aplikasinya dalam elektronika daya

dioda digunakan sebagai penyearah.

Dioda dilambangkan seperti pada gambar di bawah ini :

Yang membedakan dioda daya dengan dioda sinyal yaitu dioda daya:

Memiliki daya yang besar

Kemampuan menangani tegangan dan arus yang lebih besar

Kecepatan pensaklaran (respon frekuensi) lebih rendah



3

Kurva karakteristik dioda daya:

Dioda daya dapat dibagi menjadi tiga jenis antara lain:

• General-purpose diodes

• Fast-recovery Dioda

• Dioda Schottky

Peralatan Percobaan Software Pspice

Software ORCAD

Power Electronic Simulation

Hal-hal yang perlu dipelajari:

a. Dasar divais elektronika

b. Tipe-tipe pencatuan pada dioda

c. Kurva karakteristik Dioda

d. Buku Power Electronics karangan Muhammad H.Rashid

(Chapter: Power Semiconductor Diodes & Circuit)



4

Prosedur Percobaan

1. Buka Pspice, buka file Half_wave_rectifier_FWD.mdl

2. Atur besar nilai resistor sesuai dengan yang ditentukan oleh asisten

3. Catat dan amati nilai tegangan rms dan arus rms beban

4. Gambarkan grafik sesuai yang diminta pada lembar data percobaan

5. Lakukan langkah 2-4 dengan beban resistif-induktif (terhubung seri) dan beban

resistif-kapasitif (terhubung seri).

Tugas

1. Gambarkan rangkaian percobaan di atas dengan komponen komponennya!

2. Gambarkan abentuk gelombang keluaran di atas untuk masing-masing

beban!



5

MODUL 3

DIODA RECTIFIERS

Tujuan

1. Melihat bentuk gelombang keluaran dari penyearah setengah gelombang

tanpa beban pada sumber satu fasa.

2. Melihat bentuk gelombang yang dihasilkan pada beban yang berbeda.

3. Melihat bentuk gelombang keluaran dari penyearah gelombang penuh

tanpa beban pada sumber satu fasa.

4. Melihat bentuk gelombang yang dihasilkan pada beban yang berbeda.

Dasar Teori

1. Penyearah Setengah Gelombang Satu Fasa

Penyearah setengah gelombang merupakan penyearah tegangan bolak

balik ( AC ) menjadi tegangan DC dengan melewatkan tegangan pada saat

tegangan yang diberikan pada anoda lebih besar dari tegangan pada katoda.

Sehingga bentuk gelombang keluaran yang dihasilkan akan terjadi pada setengah

perioda dengan tegangan yang dihasilkan adalah nol pada period yang lainnya.

Rangkaian penyearah setengah gelombang:

2. Penyearah Gelombang Penuh Satu Fasa

Pada saat tegangan input ( Vs ) yang diberikan >0 maka D1 dan D4 akan

menghantar ( konduksi ) dan selama Vd<0 maka D2 dan D3 akan menghantar.



6

Fungsi dari dua buah dioda yang bekerja secara bersamaan adalah sebagai

pembalik gelombang sehingga gelombang keluaran yang didapat pada setiap

periodanya tidak ada gelombang yang bernilai nol.

Rangkaian Penyearah Gelombang Penuh:

Peralatan Percobaan

A. Percobaan 1 (Penyearah Setengah Gelombang Satu Fasa)

1. Seperangkat Komputer

2. Software Pspice

B. Percobaan 2 (Penyearah Gelombang Penuh Satu Fasa)


2. Software MATLAB


a. Aplikasi diode sebagai penyearah setengah gelombang

b. Aplikasi diode sebagai penyearah gelombang penuh

c. Aplikasi diode sebagai penyearah tiga fasa

d. Buku Power Electronics karangan Muhammad H. Rashid

(CHAPTER : DIODE RECTIFIERS)



7

Prosedur Percobaan

A. Percobaan 1

1. Buka Pspice, buka file Half_wave_rectifier_FWD.mdl






B. Percobaan 2

1. Buka MATLAB, buka file Full_wave_rectifier.mdl






Tugas


2. Gambarkan abentuk gelombang keluaran di atas untuk masing-masing

beban!


4. Gambarkan bentuk gelombang keluaran di atas untuk masing-masing beban!



8

MODUL 4

THYRISTOR

Tujuan

1. Memahami karakteristik dan prinsip kerja thyristor.

Dasar Teori

Thyristor adalah divais semikonduktor daya yang berfungsi sebagai switch,

yang beroperasi dari keadaan non konduksi menjadi keadaan konduksi. Thyristor

tersusun atas 4 lapisan p-n-p-n dengan tiga sambungan pn. Thyristor memiliki tiga

terminal, yakni anoda, katoda, dan gate.

Ketika tegangan anoda lebih positif dibanding katoda, maka J1 dan J3 akan

forward biased, sedangkan J2 akan reverse biased, sehingga hanya sedikit arus yang

bisa mengalir dari anoda ke katoda. Kondisi ini dinamakan forward blocking.

Jika tegangan antara anoda dan katoda ditingkatkan, maka daerah deplesi

di J2 akan hilang, yang dinamakan avalanche breakdown, sehingga terjadi aliran

muatan dari anoda ke katoda. Kondisi ini disebut kondisi ON atau konduksi. Arus

anoda harus lebih besar dari latching current supaya tetap terjadi aliran muatan, jika

tidak, maka akan terjadi kondisi blocking. Holding current adalah arus minimum pada

anoda yang dibutuhkan untuk membuat thyristor tetap dalam kondisi on.



9

Saat tegangan katoda lebih positif dibanding anoda, maka J2 akan forward

biased sedangkan J1 dan J3 reverse biased. Thyristor akan berada dalam kondisi

reverse blocking.

Karakteristik tegangan-arus pada thyristor adalah sebagai berikut:

Thyristor akan aktif dengan meningkatkan arus anoda. Caranya dengan

pemanasan, pencahayaan, tegangan tinggi, dv/dt, atau arus gate. Jika thyristor

forward biased, pemberian pulsa pada gate akan mengaktifkan thyristor. Semakin

besar arus gate, maka tegangan forward blocking akan semakin menurun.

Thyristor dapat di off-kan dengan cara mengurangi arus forward ke tingkat di

bawah holding current. Ada beberapa metode untuk men-off-kan thyristor, yang

disebut teknik komutasi. Teknik komutasi ada yang bersifat natural dan forced.

Berdasarkan konstruksi dan karakteristik on/off nya, thyristor dibedakan

menjadi 9 kategori:

1. Phase-control thyristor (SCRs).

2. Fast-switching thyristor (SCRs).

3. Gate-turn-off thyristor (GTOs).

4. Bidirectional triode thyristor (TRIACs).

5. Reverse-conducting thyristor (RCTs).

6. Static induction thyristor (SITHs).



10

7. Light-activated silicon-controlled rectifiers (LASCRs).

8. FET-controlled thyristors (FET-CTHs).

9. MOS-controlled thyristor (MCTs)

Peralatan Percobaan

1. Seperangkat komputer

2. Perangkat lunak Matlab

Prosedur Percobaan

1. Pengaruh pengontrolan fasa terhadap tegangan keluaran rata-rata pada

semikonverter satu fasa.

Langkah-langkah:

Buka program Matlab, buka simulink single_phase_semiconverter.

Atur fasa pada gate dengan mengatur phase delay pada blok pulse

generator. Variasikan empat nilai fasa yang berbeda dengan phase delay

T1= α1 dan phase delay T2 = α2.

Amati dan gambarkan hasil keluaran di osiloskop untuk salah satu nilai fasa

yang digunakan.

Catat besarnya tegangan dari tiap variasi nilai fasa

2. Pengaruh pengontrolan fasa terhadap bentuk tegangan keluaran pada

fullkonverter satu fasa dengan beban RL.

Langkah-langkah:

Buka program Matlab, buka simulink single_phase_fullcconverter.



T1= phase delay T2= α1 dan phase delayT3= phase delay T4 = α2.

Gambarkan hasil keluaran di osiloskop untuk masing-masing nilai fasa yang

digunakan.

3. Pengaturan kecepatan motor DC dengan pengontrolan fasa

Langkah-langkah:

Buka program Matlab, buka simulink dc_motor_control.



11


generator. Variasikan lima nilai fasa yang berbeda dengan phase delay


Catat besar kecepatan dalam rpm yang terlihat pada osiloskop.



12

MODUL 5

PENYEARAH TERKONTROL

Tujuan

1. Memahami penyearah setengah gelombang dan gelombang penuh satu

fasa menggunakan thyristor.

2. Memahami aplikasi thyristor pada pengaturan kecepatan motor DC.

Dasar Teori

Thyristor pengontrolan fasa digunakan untuk menghasilkan tegangan

keluaran yang dapat diatur besarnya, caranya dengan mengatur waktu tunda atau

sudut penyalaan pada thyristor. Thyristor diaktifkan dengan memberikan pulsa pada

gatenya.

Berdasarkan tegangan masukannya, konverter pengontrolan fasa dibedakan

menjadi konverter satu fasa dan konverter tiga fasa. Pada setengah siklus positif,

thyristor akan on setelah gatenya diberikan pulsa dengan waktu tunda sebesar α.

setelah ωt > α, maka thyristor akan on dan tegangan pada beban sama seperti

tegangan masukannya.

Baik konverter satu fasa maupun tiga fasa, masing-masing memiliki tipe

semiconverter, full converter, dan dual converter. Semikonverter satu fasa memiliki

rangkaian sebagai berikut:



13

Nilai α akan mempengaruhi besarnya tegangan keluaran pada beban.

Tegangan keluaran rata-rata dirumuskan sebagai berikut:

𝑉𝑑𝑐 =𝑉𝑚

𝜋(1 + 𝑐𝑜𝑠𝛼)

Full konverter satu fasa beroperasi di dua kuadran, artinya konverter ini memiliki

tegangan keluaran dengan dua polaritas dan arus keluaran satu polaritas. Gambar

rangkaiannya adalah sebagai berikut:



14

𝑉𝑑𝑐 =2𝑉𝑚

𝜋(𝑐𝑜𝑠𝛼)

Salah satu aplikasi thyristor adalah pada pengaturan motor DC. Thyristor dapat

berfungsi sebagai saklar untuk mengaktifkan motor DC. Thyristor juga dapat

mengatur kecepatan motor DC.

Pengontrolan kecepatan motor dapat dilakukan dengan pengaturan

tegangan terminal, sesuai dengan rumus berikut :

Ea = k.n.

Ea = Va – Ia.Ra

𝑛 =𝑉𝑎−𝐼𝑎𝑅𝑎

𝑘 dimana = (If)

Torsi = K..Ia

Ia = f (Va)

Dari rumus tersebut dapat diketahui bahwa pengaturan kecepatan dan torsi

motor DC Shunt berpenguat terpisah dapat dilakukan dengan dua cara, yaitu

dengan pengaturan tegangan jangkar Va dan dengan pengaturan arus medan

penguat atau If.

Peralatan Percobaan


2. Software MATLAB



15

Prosedur Percobaan

1. Pengaruh pengontrolan fasa terhadap tegangan keluaran rata-rata pada

semikonverter satu fasa.

Langkah-langkah:

Buka program Matlab, buka simulink single_phase_semiconverter.




Amati dan gambarkan hasil keluaran di osiloskop untuk salah satu nilai fasa

yang digunakan.

Catat besarnya tegangan dari tiap variasi nilai fasa

2. Pengaruh pengontrolan fasa terhadap bentuk tegangan keluaran pada

fullkonverter satu fasa dengan beban RL.

Langkah-langkah:

Buka program Matlab, buka simulink single_phase_fullcconverter.



T1= phase delay T2= α1 dan phase delayT3= phase delay T4 = α2.

Gambarkan hasil keluaran di osiloskop untuk masing-masing nilai fasa yang

digunakan.

3. Pengaturan kecepatan motor DC dengan pengontrolan fasa

Langkah-langkah:

Buka program Matlab, buka simulink dc_motor_control.


generator. Variasikan lima nilai fasa yang berbeda dengan phase delay


Catat besar kecepatan dalam rpm yang terlihat pada osiloskop



16

MODUL 6

INVERTERS

Tujuan

1. Melihat hasil gelombang keluaran berupa AC dengan masukan DC

2. Mampu menganalisis grafik keluaran sesuai dengan cara kerja inverter

Dasar Teori

Konverter DC ke AC dikenal dengan Inverter. Fungsi dari inverter itu sendiri

adalah mengubah tegangan input DC ke tegangan AC simetris dengan magnitude

dan frekuensi yang diinginkan. Tegangan output bisa tetap atau berubah pada

frekuensi yang tetap dan berubah pula. Variabel tegangan output dapat diperoleh

dengan memvariasikan tegangan input DC dan mempertahankan penguatan

inverter tetap konstan. Namun, apabila tegangan input DC fixed/tetap dan tidak

bisa diubah/dikontrol, variabel tegangan output dapat diperoleh dengan

memvariasikan penguatan inverternya, yang mana biasa digunakan kontrol PWM.

Gelombang tegangan output ideal dari inverter seharusnya sinusoidal.

Namun, pada praktiknya gelombang yang dihasilkan tidak sinusoidal dan

mengandung harmonik. Dengan tersedianya divais power semikonduktor dengan

kecepatan tinggi, harmonik pada tegangan output dapat diminimalisir dengan

teknik switching.

Inverter dapat diklasifikasikan menjadi 2 tipe: (1) Inverter satu fasa dan (2)

Inverter 3 fasa. Kedua tipe ini dapat menggunakan divais terkontrol turn-on dan turn-

off seperti BJT, MOSFET, IGBT, MCT, SIT, dan GTO.



17

Gambar 6.1. Hubungan input dan output dari Konverter DC-AC

Parameter performansi dari Konverter DC-AC, yang mengukur kualitas dari

tegangan output inverter adalah:

1. Harmonic factor if nth harmonic (HFn)

2. Total harmonic distortion (THD)

3. Distorsion factor (DF)

4. Lowest order harmonic (LOH)

Single Phase Half-Bridge Inverter



18

Gambar 6.2. Half-bridge Inverter Satu Fasa

Prinsip kerja dari inverter satu fasa dapat dijelaskan dari Gambar 6.2a.

Rangkaian inverter terdiri dari dua chopper. Saat transistor Q1 nyala untuk waktu T0/2,

tegangan yang melalui beban adalah Vs/2. Jika transistor Q2 nyala untuk waktu T0/2

, –Vs/2 muncul pada beban. Rangkaian logika seharusnya didesain agar Q1 dan Q2

tidak nyala saat waktu yang bersamaan. Gambar 6.2b menggambarkan

gelombang untuk output tegangan dan arus transistor pada beban resistif. Inverter

ini membutuhkan 3 kawat sumber DC dan saat transistor dalam keadaan off,

tegangan reverse adalah Vs sebagai pengganti Vs/2.

Single Phase Full-Bridge Inverters

Gambar 6.3. Single Phase Full-Bridge Inverter



19

Single Phase bridge voltage source inverter (VSI) ditunjukan pada gambar

6.3a. Terlihat pada rangkaian terdapat empat buag chopper yang digunakan. Saat

transistor Q1 dan Q2 nyala serentak, tegangan input Vs muncul di beban. Jika

transistor Q3 dan Q4 nyala pada waktu yang bersamaan, tegangan yang muncul

berkebalikan polaritasnya –Vs. Bentuk gelombang dari tegangan output tersebut

terlihat pada gambar 6.3b. Pada Tabel 6.1 dijelaskan ada 5 keadaan switch (switch

state).

Tegangan puncak reverse blocking dari setiap transistor dan kualitas dari

tegangan output half-bridge dan full-bridge sama. Namun, untuk full-bridge inverter,

output dayanya empat kali lebih besar dan komponen dasar dasarnya dua kali lebih

banyak dari half-bridge inverter.

Three Phase Inverters



20

Gambar 6.4. Inverter tiga fasa bridge

Inverter tiga fasa biasa digunakan untuk aplikasi tegangan tinggi. Inverter 3

fasa dapat dikoneksikan secara paralel 3 inverter satu fasa. Sinyal gate dari inverter

satu fasa harus mendahului atau delay 120 derajat agar diperoleh tegangan tiga

fasa yang seimbang. Susunan rangkaian ini membutuhkan 3 transformator satu fasa,

12 transistor, dan 12 dioda. Jika tegangan output dari inverter satu fasa tidak

seimbang magnitude dan fasanya, maka tegangan output inverter tiga fasa juga

tidak seimbang.

- 180-degree conduction

- 120-degree conduction

Voltage Control of Single Phase Inverter

Dalam banyak aplikasi di industri, kontrol tegangan output dari inverter sering

dibutuhkan untuk mengatasi variasi dari tegangan input DC, mengatur tegangan

dari inverter, dan memenuhi kebutuhan tegangan konstan dan kontrol frekuensi.

Metode paling efisien untuk mengontrol penguatan tegangan output adalah

dengan menggabungkan kontrol PWM dengan inverter. Teknik yang biasa

digunakan:

a. Single-pulse-width modulation

b. Multiple-pulse-width modulation

c. Sinusoidal pulse-width-modulation

d. Modified sinusoidal pulse-width modulation

e. Phase-displacement control



21

Voltage Control of Three-Phase Inverter

Teknik yang biasa digunakan dalam kontrol tegangan pada inverter tiga fasa.

a. Sinusoidal PWM

b. Third-Harmonic PWM

c. 60° PWM

d. Space vector modulation

Peralatan Percobaan


2. Software MATLAB

Prosedur Percobaan

1. Buka Matlab, buka file Inverter.mdl

2. Atur besar nilai tegangan input yang diperintahkan oleh asisten





22

Modul 7

DC-DC Converter

(Buck & Boost)

Tujuan

1. Memahami karakteristik dari switch transistor ideal

2. Mampu menganalisis grafik keluaran sesuai dengan cara kerja DC DC

Converter Buck


Converter Boost

Dasar Teori

Pada beberapa aplikasi industri, diperlukan alat untuk mengkonversi fixed-

voltage dc source menjadi tegangan dc yang bisa diubah-ubah. DC to DC converter

digunakan untuk keperluan tersebut. DC converter dapat dianggap seperti

transformer pada tegangan AC, yang bisa digunakan sebagai penaik tegangan

(step up) atau penurun tegangan (step down). DC-DC Converters biasa digunakan

untuk pengontrolan motor DC, catu daya switching, dan regulator tegangan DC.

Karena kegunaannya tersebut itulah DC-DC Converters banyak digunakan pada

mobil listrik hingga sistem kelistrikan pesawat luar angkasa.

DC-DC Converters dapat menghasilkan keluaran tegangan DC yg tetap

ataupun berubah dari tegangan DC yang tetap maupun berubah seperti terlihat

pada Gambar 7.1. Tegangan output dan arus input idealnya menjadi DC murni,

tetapi pada praktiknya tegangan output dan arus input mengandung harmonik atau

ripple seperti pada gambar 7.1a dan 7.1b



23

Gambar 7.1. Hubungan input dan output dari DC-DC Converters

Prinsip kerja DC Chopper Step Down

Gambar 7.2. Rangkaian dan Gelombang dari DC Chopper Step Down

Cara kerja dari DC Chopper Step Down dapat dilihat dari Gambar. 7.2a. Saat

switch SW, yang berfungsi sebagai chopper, tertutup dengan lama waktu t1,

tengangan input Vs akan muncul pada beban. Jika switch SW tertutup selama t2,

tegangan yang ada pada beban menjadi 0. Bentuk gelombang dari tegangan

output dapat dilihat pada Gambar 7.2b. Switch SW dapat diimplementasikan

dengan menggunakan Power BJT, Power MOSFET, GTO (Gate-Turn-On Thyristor), atau

IGBT (Insulated Field-Effect Transistor). Divais semikonduktor tersebut digunakan



24

karena memiliki tegangan jatuh (voltage drop) yang terbatas dari 0,5 hingga 2 V, dan

agar mempermudah maka voltage drop dari divais semikonduktor tersebut kita

abaikan.

Tegangan output dari rata-rata:

Va = 1

𝑇 ∫

𝑡1

0v0 dt =

𝑡1

𝑇 Vs = f t1 Vs = kVs . . . . . . . . . . . (7.1)

Duty Cycle k dapat divariasikan dari 0 – 1 dengan memvariasikan t1, T, atau f.

Oleh karena itu, tegangan V0 dapat divariasikan dari 0 hingga Vs dengan mengontrol

k, dan alur daya dapat dikontrol.

1. Constant-frequency operation: konverter, atau switching, frekuensi f (atau

periode chopping T) dijaga tetap konstan dan t1 divariasikan. Lebar dari pulsa

gelombang divariasikan, sehingga tipe kontrol ini dikenal dengan kontrol Pulse

Width Modulation (PWM).

2. Variable-frequency operation: Pemotongan (chopping) frekuensi f

divariasikan. Baik on-time t1 ataupun off-time t2 dijaga tetap konstan. Cara ini

disebut frequency modulation. Tipe kontrol ini biasanya akan menimbulkan

harmonik pada frekuensi yang tidak bisa diprediksi, sehingga desain filter akan

lebih sulit.

Prinsip Kerja DC Chopper Step Up

Gambar 7.3. Susunan untuk transfer energy

Cara kerja dari DC Chopper Step Up dapat dilihat dari rangkaian pada

Gambar 5.3a. Ketika switch chopper tertutup selama t1, arus pada induktor akan naik



25

dan energi akan tersimpan pada induktor L. Ketika switch chopper terbuka selama

waktu t2, energi yang tersimpan pada induktor akan mengalir melalui dioda ke beban

dan menyebabkan arus induktor menurun. Tranfer energi ini yang dapat dibagi

menjadi 2 mode berdasarkan cara kerjanya, yaitu mode 1 dan mode 2. Rangkaian

ekuivalen dari kedua mode ini dapat dilihat pada Gambar 7.3b dan arus yang

mengalir dapat dilihat pada Gambar 7.3c.

Berdasarkan arah dari aliran arus dan tegangan, konverter DC dapat

diklasifikasikan menjadi 5 tipe:

1. First quadrant converter

2. Second quadrant converter

3. First and second quadrant converter

4. Third and fourth quadrant converter

5. Four-quadrant converter

DC Converters dapat digunakan sebagai regulator switching-mode untuk

mengkonversi tegangan DC dari unregulated ke regulated tegangan output DC.

Penyetelan ini biasa didapat dengan PWM pada frekuensi tetap dan divais switching

yg biasa digunakan adalah BJT, MOSFET, dan IGBT.

Peralatan Percobaan


2. Software MATLAB

Prosedur Percobaan

1. Buka Matlab, buka file DC_DCConverter Buck.mdl



Circuit Diagram, Switch Representation, Equivalent Circuit, dan

Waveform dari Buck Regulator dan Boost Regulator pada Buku Power

Electronics karangan Muhammad H. Rashid

(CHAPTER : DC-DC Converters)



26



5. Ulangi prosedur diatas untuk tipe boost



27

MODUL 8

DC-DC CONVERTER

(BUCK-BOOST & CUK)

Tujuan

1. Melihat hasil gelombang keluaran DC DC Converter Buck Boost

2. Melihat hasil gelombang keluaran DC DC Converter Cuk


Converter Buck Boost


Converter Cuk

Dasar Teori

Terdapat 4 topologi dari regulator switching, yaitu:

1. Buck Regulators / Buck Converter

Gambar 8.4a. Buck regulator with continuous iL

Pada regulator buck, tegangan output rata-rata Va lebih rendah dibanding

tegangan input Vs. Rangkaian dari regulator buck menggunakan power BJT seperti

pada Gambar 8.4a (seperti step down converter). Didapat dari penurunan rumus,

tegangan output rata-ratanya adalah:



28

Va = Vs 𝑡1

𝑇 = k Vs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . (8.2 )

2. Boost Regulator / Boost Converter

Gambar 8.5a. Boost regulator

Pada regulator Boost, tegangan output lebih besar dibanding tegangan input.

Regulator boost menggunakan power MOSFET untuk switchingnya seperti terlihat

pada Gambar 8.5. Tegangan output rata-ratanya sebagai berikut.

Va = Vs 𝑇

𝑡2 =

𝑉𝑠

1−𝑘 . . . . . . . . . . . . (8.3 )

3. Buck-Boost Regulator

Gambar 8.6. Buck-Boost Regulator

Tegangan output dari regulator Buck-Boost dapat lebih besar ataupun lebih

kecil daripada tegangan input. Regulator ini biasa disebut inverting regulator karena

polaritas tegangan outputnya berlawanan dengan tegangan input. Rangkaian



29

Buck-Boost dapat dilihat pada Gambar 8.6. Transistor Q1 berperan sebagai switch

terkontrol dan dioda Dm sebagai switch yang tak terkontrol. Tegangan output rata-

rata dari regulataor Buck-Boost adalah sebagai berikut.

Va = - 𝑉𝑠𝐾

1−𝑘 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . (8.4 )

4. Cuk Regulator

Gambar 8.7. Cuk Regulator

Pada rangkaian regulator Cuk, komponen switch yang digunakan adalah

pwer BJT seperti terlihat pada Gambar 8.7. Sama seperti regulator Buck-Boost,

regulator cuk memiliki tegangan output yang bisa lebih besar maaupun lebih kecil

daripada tegangan input. Tegangan output rata-rata dari regulator cuk:

Va = - 𝑉𝑠𝐾

1−𝑘 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .(8.5)

Peralatan Percobaan


2. Software MATLAB


Circuit Diagram, Switch Representation, Equivalent Circuit, dan

Waveform dari Buck-Boost Regulator dan Cuk Regulator pada Buku

Power Electronics karangan Muhammad H. Rashid

(CHAPTER : DC-DC Converters)



30

Prosedur Percobaan

1. Buka Matlab, buka file DC_DCConverter Buck Boost.mdl




5. Ulangi prosedur diatas untuk tipe cuk



31

MODUL 9

POST TEST

Post test merupakan tes akhir mengenai materi yang telah diujikan dalam

praktikum Elektronika Daya. Seluruh praktikan wajib mengikuti post test ini karena

termasuk dalam komponen penilaian. Waktu dan tempat pelaksanaan post test

akan diberi tahu lebih lanjut.



32

DAFTAR PUSTAKA

1. Rashid,Muhammad H.,”Power Electronics (Circuit, Device, and

Applications)”,1993:New Jersey.

2. Mohan,Undeland,Robbins,”Power Electronics (Converter,Application, and

Design)”,2004.

modul praktikum elektronika daya · PDF filePengaturan kecepatan motor DC dengan pengontrolan...

Documents

Transcript of modul praktikum elektronika daya · PDF filePengaturan kecepatan motor DC dengan pengontrolan...