PENGUBAH TEGANGAN

DC KE DC

KELOMPOK V

FALDHY WIJAYA (E1D1 10 044)

ALBERT HENDRIK (E1D1 10 051)

ASRUL PAWILOI (E1D1 10 085)

DENI DARMAWAN (E1D1 11 0 )

ABDUL MUIS (E1D1 12 0 )

JURUSAN TEKNIK ELEKTRO

FAKULTAS TEKNIK

UNVERSITAS HALU OLEO

KENDARI

2014

1

KATA PENGANTAR

Alhamdulillah segala puji dan syukur penulis ucapkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa

karena atas rahmat-Nya sehingga kami dapat menyusun makalah tentang Pengubah Tegangan

DC ke DC. Kami menyadari dalam penulisan makalah ini masih banyak terdapat kekurangan dan

kesalahan. Akan tetapi sebagai manusia biasa, kami tidak luput dari kesalahan dan kekeliruan.

Kami juga menyadari bahwa tanpa adanya dukungan dan bantuan dari berbagai pihak,

makalah ini tidak dapat diselesaikan. Untuk itu pada kesempatan ini kami menyampaikan terima

kasih pada semua pihak yang telah membantu sehingga makalah ini dapat diselesaikan.

Kendari, 3 Oktober 2014

Tim Penyusun

2

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL ....................................................................................................... 1

KATA PENGANTAR ....................................................................................................... 2

DAFTAR ISI ...................................................................................................................... 3

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang................................................................................................ 4

1.2 Rumusan Masalah .......................................................................................... 4

1.3 Tujuan dan Manfaat ........................................................................................ 4

BAB II PEMBAHASAN

2.1 Rangkaian Komutator dengan Kapasitor Seri ................................................ 5

2.2 Rangkaian Komutator dengan C Paralel ........................................................ 8

BAB III PENUTUP

3.1 Kesimpulan ..................................................................................................... 11

3.2 Saran .............................................................................................................. 11

3

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Pengubah tegangan dc ke dc ini lebih populer disebut sebagai dc o dc converter atau

chopper. Prinsip untuk mendapatkan perubahan tegangan dc dari sumber tegangan yang juga

dc adalah dengan memotong-motong sumber tegangan dc yang kontinyu tersebut.

Tegangan input adalah sumber tegangan dc yang kontinyu. Apabila hanya diberikan

pulsa trigger saja pada gerbang (G), maka SCR akan satu kali saja mencapai keadaan on

(ketika dicapainya tegangan penyalaan) dan setelah itu tidak pernah kembali ke kondisi off

(karena arus yang mengalir pada beban yang juga sama dengan arus yang melewati SCR

tidak akan pernah mencapai kembali genggamannya (Is). Oleh karena itu, diperlukan

rangkaian atau kondisi yang dapat membuat arus yang melalui SCR menuju ke arus

genggamannya dan juga satu pulsa yang periodik pada gerbang dari SCR ini agar tercapai

kondisi on pada SCR. Untuk mendapatkan pulsa-pulsa tersebut dapat dilakukan dengan cara

sebagai berikut :

(1) Memasang kapasitor yang dihubungkan seri dengan beban (ini dikenal sebagai

rangkaian komutator dengan C seri) atau;

(2) Memasang kapasitor yang dihubungkan paralel dengan beban (ini dikenal sebagai

rangkaian komutator dengan C paralel).

1.2 Rumusan Masalah

1. Apa itu pengubah tegangan dc ke dc?

2. Apa itu rangkaian komutator dengan kapasitor seri?

3. Apa itu rangkaian komutator dengan kapasitor paralel?

1.3 Tujuan dan Manfaat

1. Mengetahui apa itu pengubah dc ke dc.

2. Mengetahui rangkaian komutator dengan kapasitor seri.

3. Mengetahui rangkaian komutator dengan kapasitor paralel.

4

BAB II

PEMBAHASAN

PENGUBAH TEGANGAN DC KE DC

Pengubah tegangan dc ke dc ini lebih populer disebut sebagai dc o dc converter atau chopper.

Prinsip untuk mendapatkan perubahan tegangan dc dari sumber tegangan yang juga dc adalah

dengan memotong-motong sumber tegangan dc yang kontinyu tersebut. Hasil yang diharapkan

dapat dilihat pada Gambar 2.1.

Gambar 2.1

Tegangan input adalah sumber tegangan dc yang kontinyu. Apabila hanya diberikan pulsa trigger

saja pada gerbang (G), maka SCR akan satu kali saja mencapai keadaan on (ketika dicapainya

tegangan penyalaan) dan setelah itu tidak pernah kembali ke kondisi off (karena arus yang

mengalir pada beban yang juga sama dengan arus yang melewati SCR tidak akan pernah

mencapai kembali genggamannya (Is). Oleh karena itu, diperlukan rangkaian atau kondisi yang

dapat membuat arus yang melalui SCR menuju ke arus genggamannya dan juga satu pulsa yang

periodik pada gerbang dari SCR ini agar tercapai kondisi on pada SCR. Untuk mendapatkan

pulsa-pulsa tersebut dapat dilakukan dengan cara sebagai berikut :

(1) Memasang kapasitor yang dihubungkan seri dengan beban (ini dikenal sebagai rangkaian

komutator dengan C seri) atau;

5

(2) Memasang kapasitor yang dihubungkan paralel dengan beban (ini dikenal sebagai

rangkaian komutator dengan C paralel).

2.1 Rangkaian Komutator dengan Kapasitor Seri

Rangkaian dasar komutator dengan C seri ini dapat dilihat pada Gambar 2.2.

Gambar 2.2

Cara kerja rangkaian ini dapat dijelaskan sebagai berikut: Pada saat gerbang SCR diberi pulsa

trigger, maka SCR akan konduksi dan kapasitor C mengalami pengisisan muatan (charging).

Pada suatu saat tegangan kapasitor akan mencapai tegangan Vdc, dan tentunya tidak ada lagi arus

yang mengalir melalui SCR. Hal ini menyebabkan SCR cut off. Selanjutnya pada saat SCR off,

akan terjadi pembuangan muatan dari kapasitor C melalui tahanan R. Apabila kapasitor C telah

membuang semua muatannya, maka pulsa trigger Ig siap untuk memberikan penyalaan pada SCR

dan memberikan pengulangan seperti proses sebelumnya. Ada dua masalah yang harus diatasi

yaitu:

(1) Kapasitor C harus dibuat cukup besar dengan maksud untuk mendapatkan pengaliran

arus ke beban yang cukup besar selama waktu penyalaan SCR tersebut.

(2) Pada waktu C discharge, diusahakan agar tegangan katoda terhadap tegangan anodanya

selalu berada di bawah tegangan penyalaannya (lihat Gambar 2.2 pada keadaan discharge

Vac = Vscr = Vdc – Vc(t). Vc(t) mula-mula = Vdc. Agar SCR jangan terburu on, maka harus

dijaga agar Vac < Vbo atau dengan kata lain arus discharge-nya harus diperlambat. Hal ini

dapat diusahakan dengan membuat R cukup besar.

6

Hubungan antara Vc(t) dan VL(t) dapat dilihat pada Gambar 2.3a dan b.

Gambar 2.3

Untuk mengatasi masalah diatas, perlu dilakukan modifikasi terhadap rangkaian pada Gambar

2.2, yaitu seperti Gambar 2.4 dengan cara kerja sebagai berikut:

Gambar 2.4

Pertama SCR1 konduksi dan kapasitor C charging sampai kemudian SCR1 kembali off. Pada saat

SCR1 off, SCR2 konduksi (dengan diberikannya pulsa trigger Ig2). Dalam situasi ini kapasitor

akan discharge melalui induktor L dan SCR2. Adanya induktor L dimaksudkan untuk mencegah

agar arus yang mengalir pada SCR2 tidak melebihi harga nominalnya. Pembuangan muatan

7

(discharging) dari kapasitor C melalui induktor L akan berlangsung cepat (konstanta waktu T =

L/C) dibandingkan dengan melalui R. Pada saat arus SCR2 ini sudah mencapai sedikit di bawah

arus genggamannya (IH), maka SCR2 akan off kembali dan pada keadaan ini SCR1 siap untuk di-

trigger. Demikianlah proses di atas akan berulang kembali seterusnya. Bentuk tegangan Vc(t),

VI(t) terhadap arus Ig1 dan Ig2 terlihat pada Gambar 2.5.

Gambar 2.5

2.2 Rangkaian Komutator dengan C Paralel

Rangkaian komutator dengan C paralel ini lebih umum dipakai pada rangkaian chopper seperti

terlihat pada Gambar 2.6.

Gambar 2.6

8

Di sini SCR1 bertindak sebagai pemeran utama yang mengeluarkan daya ke beban sedangkan

SCR2 berfungsi sebagai pengatur operasi kerja SCR1 ini. Cara kerja rangkaian ini adalah sebagai

berikut: Penyalaan SCR1 dilakukan dengan memberikan pulsa trigger Ig1, sehingga SCR1

konduksi dan C terisi muatan melalui tahanan R sampai tegangan kapasitor mencapai V dc. Pada

kondisi SCR1 on, beban menerima daya dari sumber dc (beban dialiri arus). Kemudian,

penghentian arus pada beban dilakukan dengan penyalaan SCR2. Pada saat SCR2 konduksi,

tegangan pada SCR2 mendekati nol (atau SCR2 seakan-akan hubung singkat). Dengan demikian

tegangan di titik a (lihat Gambar di 2.6) menjadi nol. Karena sifat kapasitor yang menyatakan

bahwa tegangan tidak dapat berubah tiba-tiba, sehingga apabila titik a menjadi nol, maka seakan-

akan titik b menjadi negatif Vdc (- Vdc). Akibat tegangan di titik b menjadi negatif Vdc (- Vdc),

sedangkan tegangan katoda SCR1 = 0, maka akan menyebabkan SCR1 off. Pada keadaan SCR1

off ini akan terjadi pengisisan muatan pada C melalui tegangan + Vdc (titik c), beban, kapasitor,

dan SCR2, yang pada akhirnya tegangan Vc akan berusaha mencapai tegangan Vdc dengan titik b

akan menjadi + Vdc dan tegangan di titik a tetap 0. Apabila tegangan kapasitor sudah kembali

seperti semula, maka tidak ada arus charge lagi yang mengalir, dan hal ini akan menyebabkan

SCR2 off dan proses akan kembali berulang.bentuk tegangan Vc(t), dan VL(t), dapat dilihat pada

Gambar 2.7. Sama halnya seperti rangkaian komutator dengan C seri, juga diperlukan waktu

dengan periode tertentu untuk penyalaan SCR1 dan SCR2. Maka untuk itu diperlukan modifikasi

terhadap rangkaian komutator seperti yang terihat pada Gambar 2.8.

Gambar 2.7

9

Gambar 2.8

10

BAB III

PENUTUP

3.1 Kesimpulan

Ada dua jenis rangkaian yang dapat membuat arus yang melalui SCR menuju ke arus

genggamnya dan juga satu pulsa yang periodik pada gerbang dari SCR ini agar tercapai kondisi

on pada SCR, yaitu:

(1) Memasang kapasitor yang dihubungkan seri dengan beban (ini dikenal sebagai rangkaian

komutator dengan C seri) atau;

(2) Memasang kapasitor yang dihubungkan paralel dengan beban (ini dikenal sebagai rangkaian komutator dengan C paralel).

3.2 Saran

Adapun saran dari penulisan makalah ini yaitu pembahasan makalah ini hanya berasal dari satu sumber buku saja, jadi kiranya ada kekurangan dari penulisan makalah ini diharapkan masukan dari pembaca.

11