Praktikum DE - Percobaan VI (TRIAC)

download Praktikum DE - Percobaan VI (TRIAC)

of 14

  • date post

    27-Jun-2015
  • Category

    Documents

  • view

    1.107
  • download

    58

Embed Size (px)

Transcript of Praktikum DE - Percobaan VI (TRIAC)

PERCOBAAN VI

1. JUDUL PERCOBAAN: TRIAC

2. TUJUAN PERCOBAAN: Untuk mengetahui apa yang dimaksud dengan TRIAC beserta penggunaannya sebagai switch (saklar) AC.

3. ALAT DAN BAHAN 1. Modul BEE 422D 2. Multimeter 100 mA 3. Power Supply 15 VDC 4. Power Supply 5-50 VAC 50/60 Hz

4. DASAR TEORI 1. Pengertian TRIAC TRIAC merupakan singkatan dari TRIode Alternating Current, yang artinya adalah saklar triode untuk arus bolak-balik. TRIAC adalah pengembangan dari pendahulunya yaitu DIAC dan SCR. Ketiganya merupakan sub-jenis dari Thyristor, piranti berbahan silikon yang umum digunakan sebagai saklar elektronik, disamping transistor dan FET. Perbedaan diantara ketiganya adalah dalam penggabungan unsur-unsur penyusunnya serta dalam segi arah penghantaran arus listrik yang melaluinya. TRIAC sebenarnya adalah gabungan dua buah SCR (Silicon Controlled Rectifier) atau Thyristor yang dirancang anti paralel dengan 1 (satu) buah elektroda gerbang (gate electrode) yang menyatu. SCR merupakan piranti zat padat (solid state) yang berfungsi sebagai sakelar daya berkecepatan tinggi.

Gambar 1. TRIAC dan Ekuivalensi Simbolnya 2. Karakteristik TRIAC TRIAC memiliki karakteristik swicthing seperti pada SCR, kecuali bahwa TRIAC dapat berkonduksi dalam berbagai arah. TRIAC dapat digunakan untuk mengontrol aliran arus dalam rangkaian AC. Elemen seperti penyearah dalam kedua arah menunjukkan kemungkinan dua aliran arus antara terminal utama M1 dan M2. Pengaturan dilakukan dengan menerapkan sinyal antara gate (gerbang) dan M1.

Gambar 2. Karakteristik TRIAC

Karena dapat bersifat konduktif dalam dua arah, biasanya TRIAC digunakan untuk mengendalikan fasa arus AC (contohnya kontroler tegangan AC). Selain itu, karena TRIAC merupakan devais bidirektional, terminalnya tidak dapat ditentukan sebagai anode atau katode. Jika terminal MT2 positif

terhadap terminal MT1, TRIAC dapat dimatikan dengan memberikan sinyal gerbang positif antara gerbang G dan MT1. Sebaliknya jika terminal MT2 negatif terhadap MT1 maka TRIAC akan dapat dihidupkan dengan memberikan sinyal pulsa negatif antara gerbang G dan terminal MT1. Tidak perlu untuk memiliki kedua sinyal gerbang positif dan negatif dan TRIAC akan dapat dihidupkan baik dengan sinyal positif atau negatif. Dalam prakteknya sensitifitas bervariasi antara satu kuadran dengan kuadran lain, dan TRIAC biasanya beroperasi di kuadran I+ (tegangan dan arus gerbang positif) atau kuadran III- (tegangan dan arus gerbang negatif). Konduksi atau hantaran diantara katoda dan anodanya ditahan dalam arah maju maupun mundur. Gerbang tidak dikendalikan sepanjang karakteristik mundur, namun dapat dipergunakan sebagai sakelar hantaran dalam arah maju. Bila diberi sinyal kecil diantara gerbang dan katoda, thyristor akan aktif, sehingga arus maju yang besar dapat mengalir dengan hanya memberikan tegangan kecil saja pada piranti ini. Sekali aktif, thyristor hanya dapat dimatikan dengan menurunkan arus yang melaluinya sampai kurang dari nilai arus yang disebut holding current (arus genggam). Arus genggam merupakan arus minimum yang dinyatakan untuk memastikan penerusan hantaran, dan ini biasanya dinyatakan dalam persen terhadap arus maju maksimum. Thyristor dapat disambung ke dalam kondisi hantaran maju dengan dua cara, yaitu dengan melampaui tegangan putus maju (forward break-over voltage) TRIAC, atau dengan memberikan suatu bentuk gelombang yang nilainya naik dengan cepat diantara anoda dan katodanya, pada khususnya lebih dari 50 V/s. Namun biasanya yang dipakai untuk mengendalikan titik pengaktifan adalah sinyal gerbang. Thyristor memiliki struktur yang tersusun atas empat lapisan silikon PN/N-P. Simbolnya merupakan simbol penyearah dengan terminal tambahan yang disebut gerbang (gate). Gerbang inilah yang mengizinkan pengendalian

atas aksi penyearah. Piranti ini dapat dibuat agar bertindak sebagai rangkaian terbuka (penahan maju) atau dapat dipicu sehingga memiliki kondisi hantaran maju resistansi rendah dengan memberikan pulsa singkat yang memilik daya relatif ren-dah/kecil pada terminal gerbang. Dengan memberikan thyristor secara diagonal akan terlihat bahwa struktur transistor P-N terdapat diantara anoda dan gerbang transistor N-P dalam daerah gerbang katoda.

3. Penggunaan TRIAC Piranti TRIAC dipakai secara luas untuk menggantikan ke-dudukan relai dan sakelar mekanik konvensional. TRIAC dapat dikehendaki berperilaku sebagai rangkaian terbuka atau sebagai penyearah tergantung dari cara pemakaian gerbangnya. TRIAC juga banyak dipakai untuk mengatur siklus pixel LCD, dengan menyambung/memutus arus yang mengalir ke setiap pixel (picture element) dalam ukuran sekian milidetik. Pengembangan karakteristik unsur penyusun TRIAC dapat menghasilkan waktu on-off yang lebih singkat. TRIAC kebanyakan digunakan dalam rangkaian kontrol gelombang penuh AC karena triac memberikan dua kelebihan dibandingkan dengan dua thyristor: a. Rancangan keping pendingin yang lebih sederhana, b. Rangkaian pemicu yang relatif lebih ekonomis.

4. Faktor-faktor yang Memengaruhi Kerja TRIAC Sebagaimana dikemukakan sebelumnya, thyristor dan triac pada dasarnya merupakan piranti semikonduktor yang tersusun atas empat lapisan silikon yang digunakan untuk mengontrol daya yang besar. Seperti halnya piranti elektronik lainnya, pada umumnya penyearah dikendali silikon rusak akibat gangguan panas. Temperatur yang tinggi dalam piranti yang bervolume relatif kecil atau laju perputaran temperatur yang tinggi akan menyebabkan

keadaan rangkaian bertanbah buruk secara lambat yang pada akhirnya akan merusaknya. Penyearah dikendali silikon juga pada akhirnya rusak seperti halnya sebuah sekering, bila mereka dikenai sentakan arus beban lebih. Tentu saja ini merupakan pekerjaan para para perancang apakah piranti telah ditempatkan diatas keping pendingin yang memadai, serta memastikan pula bahwa sentakan arus yang besar tidak terjadi. Kerusakan yang dapat dijumpai, misalnya adalah tegangan putus maju yang rendah, hilangnya kontrol atas gerbang, anoda ke katoda yang terbuka atau terhubung singkat, atau gerbang ke katoda yang terbuka atau terhubung singkat. Juga tidak mustahil jika kerusakan thyristor atau triac disebabkan oleh keruskan di/dt. Gejala ini dapat dijelaskan dengan meninjau saat terjadinya pemicuan piranti. Arus gerbang dikonsen-trasikan dalam daerah yang amat sempit dari gerbang. Akibatnya aliran mula arus katoda dibatasi pada daerah yang sempit dan bila arus anoda ini memillki laju perubahan atau di/dt yang mencapai nilai kritis tertentu, maka panas yang cukup besar akan terkumpul pada suatu daerah yang sempit atau muncul bintik panas, akibatnya piranti akan rusak. Dalam kebanyakan rangkaian induktansi, beban membatasi laju perubahan arus. Sebutan laju perubahan tegangan dv/dt diberikan untuk suatu thyristor yang hanya dipicu oleh tegangan anoda yang naik secara tajam. Akan dapat dijumpai bahwa pada sejumlah rangkaian dengan jaringan AC dikawati secara paralel pada thyristor atau triac akan membungkam efek ini. Adapun kerusakan kerusakan pada rangkaian thyristor adalah sebagai berikut: KERUSAKAN Gerbang ke katoda terbuka. GEJALA Thyristor TAK MENGHANTAR dan tidak dapat dipicu ke dalam hantaran.

Sinyal gerbang terukur tinggi. Gerbang ke katoda terhubung Thyristor TAK MENGHANTAR dan singkat. tidak dapat dipicu ke dalam hantaran. Sinyal gerbang nol. Anoda ke katoda terhubung Thyristor menghantar singkat. dalam arah

maju maupun mundur. Tegangan jatuh diantara anoda dan katoda terukur nol.

Anoda atau katoda terbuka.

Thyristor TAK MENGHANTAR.

5. PROSEDUR PERCOBAAN 1. Percobaan 1: Pengujian DC 1. Hubungkan TRIAC seperti gambar 1. Perhatikan bahwa terminal M1 dihubungkan ke 15 V, agar suplai ke rangkaian dapat menyuplai M2 dan gate dapat dibuat 15 volt positif atau negatif dengan mengacu pada M1. Sebelum menghubungkannya, atur potensiometer 2,2 k ke 0. Mulai dengan menghubungkan keduanya ke +30 volt.

Gambar 1. Rangkaian Pengujian DC

2. Siapkan tabel seperti pada gambar 2 berikut. Mode Trigger I+ IIII+ IIIGambar 2. Data Pengujian TRIAC Keterangan : Angka romawi menunjukkan kuadran pada karakteristik yang diuji menurut standar matematika, tanda +/- mengacu pada polaritas gerbang. 3. Putar potensiometer, perhatikan pembacaan arus gerbang, catat nilai yang dicapai sesaat sebelum lampu menyala pada baris pertama tabel. 4. Reset (kembalikan posisi) potensiometer kembali ke nol, putuskan hubungan kedua suplai, kemudian hubungkan kem-bali lampu seperti V Suplai beban ke terminal M2 V Suplai gerbang ke terminal M1 Arus gerbang (gate)

sebelumnya. 5. Hubungkan potensiometer ke 0 V (-15 ke M1) dan hubungkan kembali lampu seperti sebelumnya dan balik polaritas multimeter yang mengukur Ig. 6. Ulangi percobaan sesuai dengan nilai negatif dari arus gerbang sesaat sebelum konduksi. Hasil Anda akan memperlihatkan bahwa TRIAC akan berkonduksi dengan arah yang sesuai dengan sinyal gerbang yang diaplikasikan dengan cara yang sama dengan SCR.

2.

Percobaan 2: Kontrol On-off Pada Beban AC Menggunakan TRIAC 1. Atur arus gerbang ke 0. Putuskan hubungan lampu dari suplai dan hubungkan kembali ke 20 volt AC, gambar 3 (jika suplai di switch

menggunakan PS443, pilih tegangan yang tetap sebelum dihubungkan).

Gambar 3. Rangkaian Kontrol ON

OF Pada Beban AC TRIAC

2. Naikkan arus gerbang sampai lampu menyala, kemudian kurangi lagi. Catat bahwa lampu akan padam, hal ini berbeda dengan pengujian AC, alasannya adalah bahwa dua kali dalam tiap siklus suplai tegangan dan arus melalui nol. Jika arus gerbang tidak cocok untuk mengulang konduksi selama setengah siklus berikutnya, rangkaian arus beban akan diblok TRIAC. 3. Naikkan secara perlahan arus gate sampai lampu menyala. Guna-kan osiloskop menguji bentuk gelombang tegangan yang melintasi TRIAC.

TRIAC sering digunakan dengan sinyal gerbang yang diganti