Nama: Arief BudimanNim: 612011010Judul : Regulator Catu Daya Menggunakan Sistem Pensaklran Jenis: Penelitian.Bobot: 3 SKS.Kelompok: Teknik Telekomunikasi.

I. TujuanMembuat regulator catu daya dengan memakai sistem pensaklaran sehingga memiliki efisiensi daya yang tinggi dan menyebabkan catu daya tersebut menjadi tidak gampang panas.

II. Latar Belakang2.1 PermasalahanCatu daya merupakan bagian yangpalingpentingdalam suatu peralatan elektronika, karena rangkaian ini digunakan untuk mencatu tegangan ke seluruh bagian-bagian dari komponen elektronika yang kinerjanya membutuhkan dukungan dari suatu sumber tegangan dengan kualitas yang baik. Sebagianperalatan elektronika sering mengalami kerusakan yang kerap kali disebabkan oleh ketidakstabilan pada suatubesaranteganganyangdicatuolehrangkaiancatudayanya. Selainitu, ketidakstabilan tegangan tersebut membuat komponen komponenelektronikamenjadi tidakbekerja sebagaimanamestinyadanberakhir dengan rusaknya komponen-komponen aktif pada peralatan elektronika tersebut yang memang pada umumnya rentan terhadap tegangan yang tidak stabil.Komponen-komponen pada catu daya seperti transistor, resistor, dan kapasitor merupakan komponen-komponen elektronika yang rentan terhadap suhu panas. Sedangkan catu daya pada umumnya merupakan alat yang mengeluarkan suhu panas yang lumayan tinggi dikarenakan disipasi daya yang besar sehingga pemakaian dayanya menjadi tidak efisien. Dengan menggunakan regulator catu daya yang menerapkan sistem pensaklaran pada transistor, maka disipasi dayanya akan menjadi sangat kecil sehingga catu daya tersebut menjadi tidak gampang panas, dan tentunya hal tersebut membuat kondisi pemakaian catu daya tersebut menjadi lebih tahan lama. 2.2 Kaitan dengan Mayor/MinorUsulan Proyek ini berkaitan dengan mata kuliah Untai Elektrik 1, Untai Elektrik 2, Elektronika Dasar, Praktikum 1, Praktikum 2, dan Untai Mikroelektronika 1. Mata Kuliah Untai elektrik 1 & 2 menjadi dasar teori dari fungsi kerja tapis lolos bawah dan fungsi dari caru daya. Mata kuliah Elektronika Dasar mempelajari karakteristik fungsi dan cara kerja dari transistor sebagai penguat arus dan sebagai sistem switching. Mata kuliah Praktikum 1 & 2 mempelajari karakterisik pembebanan pada tapis lolos rendah orde-2.

III. GAMBARAN TUGAS3.1 Bagan Kotak SistemSignal Generator

Penguat Kelas BTegangan DCLow Pass Filter

3.2 Spesifikasi Alat :

Nilai Induktor: 1H Nilai Kapasitor: 100nF Nilai Resistor: 10 10k

Tegangan Keluaran : -29.3V 29.36V Arus Keluaran: -2.9A 2.9A Daya Keluaran: -78.3W 78.4W Frekuensi masukan : 100KHz Nilai Damping ratio : 1.581 158.113 Nilai Frekuensi penggal : 503.29Hz Nilai Faktor kualitas: 0.316 0.0031

Transistor ECG86 NPN : Daya maksimal : 50W Tegangan maksimal: 100V Arus maksimal: 3A Frekuensi maksimal: 15MHz

Transistor ECG292 PNP Daya maksimal : 40W Tegangan maksimal: 100V Arus maksimal: 3A Frekuensi maksimal: 4MHz

3.3 Dasar Teori Filter

Pada umumnya, rangkaian - rangkaian listrik merupakan rangkaian yang selektif terhadap frekuensi. Filter atau tapis merupakan suatu kelas rangkaian yang dirancang untuk memiliki karakteristik selektivitas terhadap frekuensi yang spesifik. Suatu rangkaian tapis akan dapat melewatkan sinyal dengan frekuensi-frekuensi tertentu, dan mem-blok sinyal-sinyal dengan frekuensi yang lain. Idealnya, dalam sistem passband, H(jw) = 1 dan dalam operasi stop-band, H(jw) = 0. Namun sayangnya, dalam kenyataannya suatu tapis ideal tidak dapat diwujudkan, hanya saja kita dapat membuat tapis yang memiliki karakteristik yang mendekati karakteristik dari suatu tapis idealTapis terdiri dari 3 macam kelas, yaitu tapis lolos atas, tapis lolos bawah dan tapis Band Pass, yang masing-masing ditunjukkan pada gambar dibawah berikut

Gambar tapis lolos bawah Gambar tapis lolos atas

Gambar Filter Band Pass

Tapis lolos rendah adalah sebuah rangkaian yang tegangan keluarannya tetap dari dc naik sampai ke suatu frekuensi penggal (fc). Bersama naiknya frekuensi di atas fc, tegangan keluarannya akan diperlemah. Tapis lolos atas adalah sebuah rangkaian filter yang dapat memperlemah tegangan keluaran untuk semua frekuensi di bawah fc. Di atas fc, besarnya tegangan keluaran tetap. Sedangkan, Tapis Band Pass merupakan Tapis yang melewatkan frekuensi di antara frekuensi penggal bawah(fL) dan frekuensi penggal atas (fH). Tapis Band Pass merupakan gabungan dari tapis lolos rendah dan tapis lolos atas Dalam penelitian ini, tapis yang dipakai adalah tapis lolos rendah.Frekuensi penggal (fc) merupakan frekuensi yang menjadi batas dalam melewati atau menghalangi sinyal frekuensi masukan yang memiliki frekuensi lebih tinggi atau frekuensi yang lebih rendah. Berdasarkan sifatnya, tapis terdiri dari 2 macam, yaitu Tapis Pasif, dan Tapis Aktif. Rangkaian tapis yang hanya terdiri dari komponen-komponen resistor, induktor, dan kapasitor disebut sebagai rangkaian Tapis pasif. Sedangkan rangkaian tapis yang mengandung sumber-sumber dependen tambahan seperti contohnya operational amplifier (opp-amp) dan transistor disebut sebagai rangkaian Tapis aktif. Perbedaan dari Tapis aktif dan Tapis pasif terdapat pada komponennya. Pada komponen aktif, komponen-komponen yang digunakan merupakan komponen yang membutuhkan sumber agar dapat bekerja, contohnya adalah transistor dan op-amp, sedangkan pada Tapis pasif, yang hanya terdiri dari komponen pasif seperti resistor, induktor, dan kapasitor tidaklah memerlukan sumber tambahan agar dapat bekerja. Dalam makalah ini, tapis yang dipakai adalah tapis pasif.Dalam suatu tapis, semakin tinggi orde dari tapis tersebut, maka semakin curam/tajam pula penurunan/roll-off pada frekuensi setelah frekuensi penggal. Semakin tinggi orde suatu tapis, maka penurunan/roll-off nya akan bertambah 20dB. Pada tapis orde 1, penurunan yang terjadi adalah -6dB/oktaf atau -20dB/dekade, untuk tapis orde 2, penurunan yang terjadi adalah 40dB/dekade dan seterusnya. Pada tapis lolos bawah terdapat beberapa karakteristik mendasar. Pada saat frekuensi sinyal masukan lebih rendah dari frekuensipenggal (fin > fc) maka besarnya penguatan tegangan (G) = 1/RC atau G = -20 log RC Sehingga dapat ditarik kesimpulan bahwa tapis lolos bawah hanya meloloskan sinyal dengan frekuensi yang lebih rendah dari frekuensipenggal-nya saja hanya saja dalam kenyataannya masih ada frekuensi-frekuensi yang diloloskan diatas frekuensi penggalnya.

3.4. Perumusan Hipotesis 3.4.1 Rumus Frekuensi penggal

Untuk mencari frekuensi penggal pada rangkaian LPF LC orde-2 maka kita dapat menurunkan rumusnya dari tanggapan-impuls nya:

Dalam kasus ini, nilai R tidak berpengaruh karena R hanyalah beban keluaran saja.Tanggapan impuls LPF orde-2 diatas ialah :H(j) = = Vin(j)H(j H(j H(jH(jH(j Komponen real dari H(j : Komponen Im dari H(j : 0 H(j) = H(j) = Dimisalkan a = Sehingga : H(j) = H(j) = H(j) = H(j) = H(j) = H(j) = H(j) = Dimisalkan b = 1 + 42LCMaka :H(j) = = = = Sehingga : 1 + 42LC = 242LC = 1 = 2 = 1Oleh karena itu didapatkan rumus frekuensi penggal untuk sistem LPF LC orde-2 :

fc =

3.4.2Mencari Damping Ratio dan Frekuensi OsilasiDalam penelitian ini, bentuk keluaran sinyal pada tapis lolos bawah orde 2 tergantung dari nilai kapasitor, induktor, dan resistor yang dipakai pada tapis lolos bawah tersebut. Sehingga keluaran sistem dapat berakibat teredam besar (overdamped), teredam kristis (critically damped), atau teredam kecil (underdamped) tergantung dari nilai damping ratio yang didapat dari tapis lolos bawah tersebut.Untuk dapat mengetahui keluaran sistem tersebut maka kita harus mencari tahu nilai beban beban yang sesuai pada tapis lolos bawah tersebut agar bentuk sinyal keluaran sistem dapat sesuai dengan yang diharapkan.Bentuk persamaan differensial koefisien konstan linear untuk sistem orde 2 ialah: + 2 n + n2y(t) = n2 x(t)

Dalam ranah frekuensi : j2 Y(j) + 2 n j Y(j) + n2 Y(j) = n2 X(j)Y(j) { j2 + 2 n j + n2 } = n2 X(j)H(j) = Sehingga : H(j) = Dengan :H(j) : Respon Impulsn : Omega pada saat frekuensi berosilasi : Damping RatioTn : Periode gelombang yang ber-osilasiApabila > 1 = sistem tidak berosilasi (Overdamped) < 1 = sistem berosilasi (Underdamped)dengan nilai frekuensi osilasi sebesar fnKarena masukan dari tapis lolos bawah orde-2 tersebut merupakan gelombang kotak, maka penurunan rumusnya ialah :Apabila rangkainnya :

Dengan Vin berupa gelombang kotak yang dapat diatur duty cycle-nyaSehingga : IL = IC + IR vL dt = c + Karena R dan C parallel, maka Vc = VR vL dt = c + Dalam ranah frekuensinya : = c j + = (cj + )Karena = + - ) = (cj + ) - = (cj + ) = (cj + ) + = (jc + + ) Dikarenakan = = = (jc + + ) = H(j = Sehingga :H(jDengan mencocokkan persamaan berikut dengan persamaan respon impuls sistem orde 2, maka didapatkan :fn =

n = dan fn =2 n = n = = = Sehingga didapatkan rumus ialah : = dan Q = Q = Faktor kualitas3.4.3Mencari Tanggapan Impuls Rangkaian

Tanggapan impuls pada rangkaian diatas ialah:Rparalel C&R : = + : = + sc : = : RP =

Vo = Vin = = = H(j) =

3.5. Metode Penelitian3.5.1. Pengambilan DataPenelitian ini akan diawali dengan membuat simulasi dengan perangkat lunak Circuit Maker dengan menggunakan input masukan berupa pembangkit gelombang sinyal kotak yang direalisasikan dengan menggunakan sinyal generator yang kemudian dijadikan masukan terhadap transistor yang berfungsi untuk memperbesar nilai arus dan setelahnya diumpankan ke tapis lolos bawah orde-2 seperti yang diperlihatkan pada gambar dibawah berikut.

Dengan nilai RLC yang dapat berubah-ubah

Apabila nilai duty cycle nya dibesar kecilkan, maka :Duty CycleRLCVo (V)I (A)

0%1k1H100nF-29.3-0.029

10%1k1H100nF-23.34-0.023

20%1k1H100nF-17.35-0.017

30%1k1H100nF-11.36-0.011

40%1k1H100nF-5.37-0.005

50%1k1H100nF0.620.62 m

60%1k1H100nF6.610.006

70%1k1H100nF12.60.012

80%1k1H100nF17.480.017

90%1k1H100nF23.370.023

100%1k1H100nF29.360.029

Duty CycleRLCVo (V)I (A)

0%1010mH1nF-29.3-2.933

10%1010mH1nF-23.34-2.334

20%1010mH1nF-17.35-1.735

30%1010mH1nF-11.36-1.136

40%1010mH1nF-5.37-0.537

50%1010mH1nF0.620.062

60%1010mH1nF6.610.661

70%1010mH1nF12.61.262

80%1010mH1nF17.481.748

90%1010mH1nF23.372.337

100%1010mH1nF29.362.936

Terlihat bahwa nilai tegangan keluaran (Vo) dapat diatur dengan menggunakan duty cycle nya. Sedangkan nilai arus bergantung pada nilai beban alat tersebut (resistor)

Apabila nilai Beban dipasang sangat kecil (dimisalkan 1) dan dengan duty cycle yang berubah-ubah maka nilai tegangan dan arusnya ialah:

Duty CycleRLCVo (V)I (A)

0%110mH1nF-29.3Drop

10%110mH1nF-23.34Drop

20%110mH1nF-17.35Drop

30%110mH1nF-11.36Drop

40%110mH1nF-5.37Drop

50%110mH1nF0.620.62

60%110mH1nF6.61Drop

70%110mH1nF12.6Drop

80%110mH1nF17.48Drop

90%110mH1nF23.37Drop

100%110mH1nF29.36Drop

Terlihat bahwa apabila arus keluaran melebihi nilai maksimal dari arus pada transistor, maka arus tersebut akan menjadi drop. Kondisi pada saat drop tersebut akan dibahas lebih lanjut pada bab berikutnya.

Apabila nilai R di besar-kecilkan sedangkan nilai L dan C tetap dan dengan duty cycle 80% :RLCfcQoV0I

1k1H0.1uF503.29Hz0.3161.58118V17.91mA

10k1H0.1uF503.29Hz3.16220.001518V1.807mA

100k 1H0.1uF503.29Hz31.6220.015818V179.5uA

1001H0.1uF503.29Hz0.0316215.8113817.92V180mA

101H0.1uF503.29Hz0.00316158.11317.8V1.785A

11H0.1uF503.29Hz0.000311581.13dropdrop

Open1H0.1uF503.29Hz~017.87616.0uA

Terlihat bahwa besar kecilnya nilai R yang terpasang tidak mempengaruhi frekuensi penggal namun nilai R yang terpasang mempengaruhi nilai arus keluaran. Semakin besar nilai R maka semakin kecil arus keluaran yang dihasilkan dan tegangan keluaran akan semakin mengalami underdamped .

Apabila nilai C di besar-kecilkan sedangkan nilai R dan L tetap dan dengan duty cycle 80% :CRLfcQoV0I

1uF1k1H159.154Hz10.517.9V17.91mA

10uF1k1H50.329Hz3.16220.158117.9V17.91mA

100uF1k1H15.915Hz100.0517.9V17.91mA

1mF1k1H5.0329Hz31.6220.015817.9V17.91mA

100nF1k1H503.29Hz0.31621.581117.9V17.91mA

1nF1k1H5032.9Hz0.0316215.81117.9V17.91mA

0.1nF1k1H15915Hz0.015017.9V17.91mA

Terlihat bahwa besar kecilnya nilai C dapat mempengaruhi nilai frekuensi penggal namun tidak mempengaruhi arus dan tegangan keluaran. Semakin besar nilai C maka gelombang keluaran akan semakin underdamped sedangkan semakin kecil nilai L maka gelombang keluaran akan semakin overdamped.

Apabila nilai L di besar-kecilkan sedangkan nilai R dan C tetap dan dengan duty cycle 80% :LCRfcQoV0I

100mH0.1uF1k1591.54Hz10.517.9V17.91mA

10mH0.1uF1k5032.92Hz3.1620.15817.9V17.91mA

1mH0.1uF1k15915.4Hz100.0517.9V17.91mA

10H0.1uF1k159.154Hz0.1517.9V17.91mA

100H0.1uF1k50.3292Hz0.031615.81117.9V17.91mA

1000H0.1uF1k15.915Hz0.015017.9V17.91mA

Terlihat bahwa besar kecilnya nilai L dapat mempengaruhi nilai frekuensi penggal namun tidak mempengaruhi arus dan tegangan keluaran. Semakin besar nilai L maka gelombang keluaran akan semakin overdamped sedangkan semakin kecil nilai L maka gelombang keluaran akan semakin underdamped.

Apabila frekuensi masukan (fin) diubah-ubah sedangkan nilai RLC tetap dan dengan duty cycle 80% :finfcV0(average)IDC (Average)IAC (RMS)BerosilasiSangat BerosilasiTeredam

10kHz503.29Hz17.48V17.48mA4.677mAYA--

1kHz503.29Hz16.48V16.48mA5.125mA-YA-

100Hz503.29Hz17.42V17.42mA16.77mA-YA-

1MHz503.29Hz17.83V17.83mA11.25mA--YA

10MHz503.29Hz13.2913.29mA9.874mA--YA

Nilai Vo (Average), IDC (Average), IAC (RMS) akan terus berubah tergantung dari lamanya waktu pengamatan.

Sehingga terlihat bahwa sinyal tegangan pada keluaran tapis (V0) akan mengalami redaman kecil/berosilasi apabila nilai < 1 sedangkan V0 akan mengalami redaman besar yang menyebabkan sinyal tegangan akan menjadi lebih lama untuk mencapai tegangan yang stabil apabila nilai > 1.

3.5.2 Kondisi Saat Drop Voltage (R = 1)Pada kondisi ini, dikarenakan nilai R = 1 ohm sehingga membuat sinyal tegangan kotak pada keluaran transistor menjadi turun sehingga mengakibatkan nilai tegangan keluaran pada tapis lolos bawah orde-2 juga menjadi sangat turun (drop voltage). Dengan untai seperti pada gambar dibawah berikut

Dengan nilai L dan C dapat berubah-ubah

Apabila nilai L dikecilkan dan nilai C dibesarkan tanpa mengganti nilai frekuensi penggal-nya dan dengan duty cycle 80% maka :RLCfcQVo

11H0.1uF503.29Hz0.000311581.13Drop

1100mH1uF503.29Hz0.00316158.113Drop

110mH10uF503.29Hz0.0316215.811318V

11mH100uF503.29Hz0.316221.5811318V

1100uH1mF503.29Hz3.162270.1581118V

110uH10mF503.29Hz31.62270.0158118V

Terlihat bahwa kondisi drop voltage dapat teratasi apabila nilai L dikecilkan dan nilai C dibesarkan sehingga menyebabkan nilai menjadi lebih kecil.

Apabila nilai L dibesarkan dan nilai C dikecilkan tanpa mengganti nilai frekuensi penggal-nya dan dengan duty cycle 80% maka :RLCfcQVo

11H0.1uF503.29Hz0.000311581.13Drop

110H10nF503.29Hz3.162215811Drop

1100H1nF503.29Hz 3.16227158113Drop

11kH0.1nF503.29Hz3.162271581138Drop

Terlihat apabila nilai semakin besar (dengan nilai frekuensi penggal yang sama) maka drop voltage yang terjadi akan semakin parah.

Apabila nilai C diubah ubah tanpa mengganti nilai R dan L sehingga nilai frekuensi penggal dan ikut berubah. Dengan duty cycle yang sama yakni 80% maka :RLCfcQVo

11H0.1uF503.29Hz0.00031581Drop

11H1uF159.54Hz0.001500Drop

11H10uF50.329Hz0.0031158.11Drop

11H100uF15.915Hz0.0150Drop

11H1mF5.0329Hz0.031615.811Drop

11H10mF0.0159Hz0.15Drop

11H10nF1591.5Hz0.00015000Drop

Terlihat apabila nilai C dibesarkan, maka tegangan akan selalu drop walaupun damping ratio-nya kecil. Sehingga menaikkan nilai C bukanlah cara untuk mengatasi Drop voltage.

Apabila nilai L di besar - kecilkan tanpa mengganti nilai R dan C ( sehingga frekuensi penggal ikut berubah) dan dengan duty cycle yang sama yakni 80% maka :LRCfcQVo

1H10.1uF503.293Hz0.00031581.13Drop

100mH10.1uF1591.54Hz0.001500Drop

10mH10.1uF5032.92Hz0.00316158.11318V

1mH10.1uF15915.5Hz0.015018V

100uH10.1uF50329.2Hz0.031615.81118V (Sine Wave)

10H10.1uF159.154Hz0.00015000Drop

Terlihat apabila nilai L dikecilkan sehingga nilai juga akan semakin kecil dan nilai frekuensi penggal akan semakin besar ternyata dapat mengurangi drop voltage . Dan apabila nilai L dibesarkan maka drop voltage yang terjadi akan menjadi semakin parah dikarenakan nilai yang semakin besar dan nilai frekuensi penggal yang semakin kecil.

Apabila nilai L dan C dibesarkan (frekuensi penggal ikut berubah) tanpa mengubah nilai damping ratio () dan dengan duty cycle yang sama yakni 80% maka :LCRfcQVo

1H0.1uF1503.293Hz0.00031581.13Drop

10H1uF150.329Hz0.00031581.13Drop

100H10uF15.0329Hz0.00031581.13Drop

1kH100uF10.5032Hz0.00031581.13Drop

Terlihat apabila nilai L dibesarkan dengan nilai yang sama maka tegangan tetap akan mengalami drop voltage. Sehingga mengganti nilai L bukanlah cara untuk mengatasi drop voltage

Apabila nilai L dan C dikecilkan (frekuensi penggal ikut berubah) tanpa mengubah nilai damping ratio () dan dengan duty cycle yang sama yakni 80% maka :LCRfcQVo

1H100nF1503.293 Hz0.00031581.13Drop

100mH10nF15032.92Hz0.00031581.13Drop

10mH1nF150329.2Hz0.00031581.1318V

1mH0.1nF1503292Hz0.00031581.1318V

Terlihat bahwa semakin besar nilai frekuensi penggal (dengan nilai yang sama) maka drop voltage dapat semakin teratasi.

Apabila nilai L dan C di besar-kecilkan tanpa mengganti nilai damping ratio ( = 50) dan dengan duty cyle yang sama, yakni 80% maka : LCRfcQVo

1mH0.1uF115915.4Hz0.015018V

10mH1uF11591.54Hz0.015018V

100mH10uF1159.154Hz0.0150Drop

1H100uF115.9154Hz0.0150Drop

100uH10nF1159154Hz0.015018V(Sine Wave)

Terlihat bahwa semakin kecil nilai frekuensi penggal maka tegangan tetap akan mengalami drop voltage.

Apabila nilai L dan C di besar-kecilkan tanpa mengganti nilai damping ratio ( = 1.58113) dan dengan duty cyle yang sama, yakni 80% maka : LCRfcQVo

1mH100uF1503.292Hz0.316221.5811318V

0.1mH10uF15032.92Hz0.316221.5811318V

10uH1uF150329.2Hz0.316221.5811318V (sine Wave)

1uH0.1uF1503292Hz0.316221.58113Sine Wave

10mH1mF150.3292Hz0.316221.5811318V

100mH10mF15.03292Hz0.316221.5811318V

1H100mF10.50329Hz0.316221.58113Drop

Terlihat bahwa pada awalnya, saat nilai L = 1mH dan = 1.581 tegangan tidak mengalami drop voltage, akan tetapi seiring dengan bertambah besarnya nilai L yang mengakibatkan menjadi bertambah kecilnya nilai frekuensi penggal (dengan nilai yang sama) maka tegangan menjadi mengalami drop voltage.Dari hasil percobaan, kondisi kondisi dimana drop voltage dapat teratasi dan sinyal keluaran menjadi stabil (tidak semua data dimasukkan) adalah :LCRfcQVo

100mH1kF10.01591000.00518V

100mH10mF15.0320.31621.58118V

100mH1mF115.91540.1518V

100mH100uF150.3290.031615.81118V

100mH10uF1159.1540.015018V

100mH1uF1503.29210.0031158.11318V

100mH100nF11591.54940.00150018V

100mH10nF15032.920.00031581.1318V

10mH100F10.15911000.00518V

10mH10mF115.9154Hz10.518V

10mH1mF150.329Hz0.31621.58118V

10mH100uF1159.154Hz0.1518V

10mH10uF1503.292Hz0.031615.81118V

10mH1uF11591.54Hz0.015018V

10mH100nF15032.92Hz0.0031158.1118V

10mH10nF115915.5Hz0.00150018V

10mH1nF150329.2Hz0.000311581.1318V

1mH10F11.59151000.00518V

1mH10mF150.3292Hz3.16220.158118V

1mH1mF1159.154Hz10.518V

1mH100uF1503.292Hz0.31621.581118V

1mH10uF11591.54Hz0.1518V

1mH1uF15032.92Hz0.031615.81118V

1mH100nF115915.4Hz0.015018V

1mH100pF1503292Hz0.00031581.118V

100uH1F115.9151000.00518V

100uH1mF1503.292Hz3.16220.1581118V

100uH10uF15032.92Hz0.31621.581118V

10uH100mF1159.1541000.00518V

10uH10mF1503.292Hz31.6220.015818V

1uH10mF11591.54Hz1000.00518V

Terlihat dari hasil data pengamatan bahwa terdapat 2 unsur penting yang berperan dalam mengurangi drop voltage. Frekuensi Penggal Damping Ratio ( )

Frekuensi Penggal : Syarat agar tegangan keluaran tidak mengalami drop voltage adalah bahwa frekuensi penggal tidak boleh bernilai kecil semakin kecil nilai frekuensi penggal maka semakin rentan pula sinyal tegangan tersebut menjadi drop voltage. Damping Ratio : Semakin besar nilai damping ratio, maka sinyal tersebut akan semakin rentan mengalami drop voltage. Sebaliknya, semakin kecil nilai damping ratio () maka drop voltage juga akan semakin berkurang. Drop Voltage terjadi dikarenakan nilai frekuensi penggal yang terlalu kecil atau karena nilai damping ratio yang terlalu besar. Untuk mengatasi Drop Voltage dapat dengan 2 cara yaitu : Apabila Drop Voltage terjadi dikarenakan nilai frekuensi penggal yang terlalu kecil, maka hal tersebut bisa diatasi dengan cara menaikkan nilai frekuensi penggalnya atau dengan menurunkan nilai damping ratio nya.

Apabila Drop voltage terjadi dikarenakan nilai damping ratio yang terlalu besar, maka hal tersebut dapat diatasi dengan cara menaikkan nilai frekuensi penggalnya atau dengan menurunkan nilai damping ratio nya.

Drop Voltage juga dapat terjadi dikarenakan perbedaan selisih yang cukup besar pada nilai frekuensi penggal dengan nilai damping ratio. Misalkan kita ambil contoh pada data diatas :RLCfcQVo

11H0.1uF503.29Hz0.000311581.13Drop

Drop voltage yang terjadi pada data diatas dikarenakan perbedaan nilai dengan frekuensi penggal. Apabila nilai frekuensi penggal pada data diatas kita naikkan tanpa mengubah nilai . Maka hasilnya ialah :RLCfcQVo

1100mH10nF5032.92Hz0.000311581.1318V

Sehingga apabila nilai cukup besar, maka nilai frekuensi penggal (fc) juga harus cukup besar. Dan juga sebaliknya. Sedangkan apabila bernilai kecil sedangkan frekuensi penggal bernilai besar, maka hal tersebut akan dapat menyebabkan drop voltage.Contoh kedua:LCRfcQVo

10uH100nF1159154Hz0.1518V (sine wave)

Hasil tegangan keluaran pada data diatas ialah 18V namun tegangan tersebut tidaklah konstan 18V namun berbentuk sinus. Hal tersebut dikarenakan frekuensi penggal pada diatas melebihi nilai frekuensi masukannya sedangkan nilai damping ratio pada data diatas bernilai cukup kecil = 5.Masalah diatas dapat teratasi dengan cara menaikkan nilai damping ratio sehingga gelombang keluaran menjadi terbebani dan dapat menghilangkan efek sinus.LCRfcQVo

10mH100pF1159154Hz0.0001500018V

Sehingga terlihat walaupun frekuensi masukan hanya bernilai 100kHz, namun nilai frekuensi penggal dapat lebih besar dari 100kHz dan gelombang keluaran tetap tidak berosilasi, hal tersebut dikarenakan nilai damping ratio yang sangat besar membuat gelombang keluaran tersebut menjadi teredam sangat besar sehingga gelombang keluaran tersebut menjadi tidak berosilasi sama sekali. Akan tetapi apabila frekuensi penggal tersebut bernilai lebih dari 100kHz dan nilai damping ratio nya sangat kecil, maka bisa dipastikan bahwa gelombang keluaran tersebut akan berosilasi menyerupai gelombang kotak (gelombang masukan).

3.4.3 Transistor sebagai penguat arus Transistor tersebut terdiri dari transistor PNP (ECG181) dan transistor NPN (ECG59) dengan kedua kutub emiter dan basis antara transistor PNP dengan NPN saling dihubungkan. Tegangan Vcc dan Vcc ( 35V dan -35V) membuat nilai tegangan VCE menjadi 5V (apabila Vs gelombang kotak -30V30V). Sehingga semakin besar perbedaan nilai antara Vs dengan Vcc dan Vcc akan menyebabkan nilai VCE semakin besar dan akan membuat kedua transistor tersebut menjadi semakin panas. Dengan susunan awal seperti gambar dibawah :

VSImasukVKeluarIkeluar

30V1.028mA29.5V29.41mA

20V737.7uA19.5V19.42mA

10V438.4uA9.5V9.44mA

-10V-604.3uA-10.7V-9.424mA

Terbukti bahwa transistor tersebut hanya berfungsi sebagai penguatan arus. Tanpa menguatkan tegangan masukan.

IV.Kesimpulan

I. Tegangan keluaran dapat diatur dengan cara mengatur nilai duty cycle nya. Semakin kecil duty cyle nya maka semakin kecil pula tegangan keluarannya.

II. Nilai arus maksimal pada keluaran tidak dapat melebihi nilai arus max pada transistor.

III. Semakin kecil nilai beban yang dipasang, maka semakin kecil pula kemungkinan terjadinya kondisi underdamped namun, akan semakin besar kemungkinan terjadinya kondisi overdamped.

IV. Semakin besar nilai kapasitor maka akan semakin besar kemungkinan terjadinya kondisi Underdamped. Sedangkan, semakin kecil nilai kapasitor maka akan semakin besar kemungkinan terjadinya kondisi Overdamped. Sedangkan, semakin besar nilai induktor maka akan semakin besar kemungkinan terjadinya kondisi Overdamped. Sedangkan, semakin kecil nilai induktor maka akan semakin besar kemungkinan terjadinya kondisi Underdamped.

V. Semakin besar nilai beban yang terpasang, maka akan semakin kecil arus yang dihasilkan. Sedangkan, semakin kecil nilai beban yang terpasang, maka akan semakin besar arus yang dihasilkan. Hal tersebut sesuai dengan rumus : I =

VI. Besar kecilnya nilai arus dan tegangan tidak terpengaruhi oleh besar kecilnya nilai kapasitor dan induktor yang terpasang.

VII. 2 hal yang mempengaruhi agar drop voltage dapat teratasi adalah nilai frekuensi penggal, dan nilai damping ratio. Yaitu dengan cara menurunkan nilai damping ratio dan menaikkan nilai frekuensi penggal

V.Daftar Pustaka[1] Millman Jacob, Halkias Christos, Integrated Electronics Analog And Digital Circuits And Systems

[2]Nahvi, Mahmood., 2009, Schaums Outline Theory of Electronics Circuit.

[3]Hsu, Hwei, Signal and Systems, Schaum Outlines

1