Minggu, 07 Mei 2017

JJH. Regulator Power Supply

REGULATOR POWER SUPPLY

 Pada power supply tegangan dari bagian penyearah sudah cukup bagus jika riak/ripple nya kecil tetapi ada masalah dengan stabilitas jika tegangan input naik-turun maka tegangan output  menjadi naik turun. Untuk beberapa penggunaan atau penerapan pada peralatan elektronika & listrik perubahan tegangan ini cukup mengganggu, sehingga diperlukan komponen aktif yang dapat meregulasi/mengatur tegangan output menjadi stabil. Komponen-komponen tadi kemudian dirangkai dalam kesatuan atau bagian yang biasa disebut regulator. 

PENGERTIAN REGULATOR POWER SUPPLY
Regulator adalah salah satu bagian power supply yang berfungsi mengatur atau mengendalikan tegangan output sehingga tegangan menjadi stabil atau meskipun terjadi perubahan suhu, variasi beban dan tegangan masukan. Proses kerja bagian regulator yaitu tegangan dari bagian filter masuk ke bagian regulator, bagian regulator mengolah tegangan yang masih tidak stabil {naik/turun} dari bagian filter kemudian distabilkan sesuai yang diinginkan. Berikut ini gambar proses kerja regulator.


Gambar1. Proses Kerja Regulator.

RANGKAIAN REGULATOR
Bagian ini terdiri dari rangkaian komponen aktif penstabil tegangan seperti dioda zener, transistor, Op Amp, IC penstabil tegangan {78XX & 79XX} dan komponen pasif seperti resistor, kapasitor. Rangkaian regulator ada 4 yaitu rangkaian regulator dengan dioda zener, transistor, Op Amp dan IC.

a.      Rangkaian Regulator Dengan Dioda Zener.
Rangkaian regulator dengan dioda zener atau regualator seri merupakan rangkaian regulator yang paling sederhana, seperti gambar rangkaian di bawah ini.

Gambar 2. Rangkaian Regulator Dengan Dioda Zener atau Regulator Shunt

Gambar 2 diatas merupakan rangkaian regulator dengan dioda zener yang paling sederhana, dioda zener dipasang shunt atau pararel dengan R dan L {Beban} an dipasang dalam posisi reverse bias. Dengan cara ini dioda zener bekerja pada daerah breakdown dan menghasilkan tegangan output yang sama dengan tegangan dioda zener 

Vout = Vz…………………………….………………………………………………..{1}

Rangkaian Regulator Shunt sangat rawan dengan hubungan singkat, lihat pada gambar 2 jika Vout terhubung singkat maka arusnya tetap I = Vin/R, sehingga rangkaian regulator shunt ini hanya bermanfaat jika arus beban tidak lebih dari 50 mA.

b.      Rangkaian Regulator Transistor.
Rangkaian regulator dengan transistor atau regulator zener follower atau regulator seri  merupakan pengembangan dari regulator shunt, seperti yang terlihat pada gambar dibawah ini.


Gambar 3. Rangkaian Regulator Dengan Transistor atau Regulator Seri.

Pada rangkaian regulator seri digunakan transistor untuk menaikkan arus dan tegangan keluarannya adalah :

                        Vout = Vz + Vbe………………………………………………………….……{2}.

Vbe adalah tegangan basis – emitor transistor { Q }, yang besarnya tergantung dari jenis transistor yang digunakan. Jika arus Ib dari Q di abaikan, R1 yang diperlukan dapat dihitung.

                        R1 = { Vin – Vz }/Iz……………………………………………...……….....…{3}.

Iz merupakan arus minimum dioda zener untuk mencapai tegangan breakdown dan dapat dilihat dari data sheet komponen. Jika menginginkan catu daya atau power supply yang arusnya lebih besar, perhitungan arus Ib tidak dapat diabaikan. Karena besar arus IC berbanding lurus dengan Ib yang dirumuskan IC = β.I.

c.       Rangkaian Regulator Op Amp.
Regulator dengan Op Amp merupakan salah satu teknik regulasi yang lebih baik dibandingkan regulator shunt dan seri, karena menggunakan Op Amp untuk menggerakan transistor, seperti yang terlihat pada gambar dibawah ini.

 

Gambar 4. Rangkaian Regulator Dengan Op Amp.

Pada gambar 4 diatas, dioda zener tidak langsung member umpan transistor {Q} tapi sebagai tegangan referensi untuk Op Amp, umpan balik pada pin negative Op Amp adalah cuplikan dari tegangan keluar regulator. Dengan persamaan sebagai berikut:

           Vin{-}=R3/{R2+R3}}Vout………………….........…...……………………….……{4}.
Jika tegangan keluar Vout menurun karena suplai arus kebeban meningkat Op Amp akan menjaga kestabilan dititik referensi Vz dengan memberi arus Ib ke transistor Q. Sebaliknya saat tegangan keluar Vout menaik, maka tegangan Vin {-} juga akan menaik sampai tegangan ini sama dengan tegangan referensi Vz. Sehingga pada setiap saat Op Amp menjaga kestabilan dan persamaanya sebagai berikut :

                        Vin{-}=Vz………….……………………….………………………………………{5}.

Dengan mengabaikan tegangan Vbe transistor Q dan mensubtisi persamaan 5 kedalam persamaan 4 maka diperoleh persamaan berikut ini :

                        Vout={{R2+R3}/R2}.Vz……...……………………………………………………{6}.

Jadi pada gambar 4, tegangan output dapat diatur dengan mengatur besar kR2 dan R3.

d.      Rangkaian Regulator Dengan Dengan IC.
Rangkaian regulator dengan IC merupakan rangkaian regulator yang paling praktis karena membutuhkan komponen seperti diode zener, transistor dan op amp seperti rangkaian-rangkain regulator diatas. Karena rangkaian regulator sudah dikemas menjadi satu IC seperti IC 78XX untuk regulator tegangan positif dan 79XX untuk regulator tegangan negatif. Komponen IC ini terdiri dari 3 kaki yang biasanya sudah dilengkapi dengan pembatas arus dan pembatas suhu, dengan menambahkan beberapa komponen saja sudah dapat menjadi rangkaian catu daya atau power supply yang ter-regulasi dengan baik, seperti gambar dibawah berikut ini.


Gambar 5. Rangkaian Regulator Dengan IC.

Selain IC regulator dengan tegangan tetap seperti IC 78XX, ada IC dengan tegangan dapat diatur. Prinsip kerjanya sama dengan regulator dengan Op Amp yang dikemas dalam satu IC missal LM317 untuk regulator positif dan LM 337 unutk regulator negatif. Perbedaanya R2 dan R3 yang berfungsi mengatur tegangan keluaran ada diluar IC.
Sebagai catatan syarat kerja dari rangkaian regulator dengan IC adalah tegangan input harus lebih besar dari tegangan output IC regulatornya. IC ini maksimum bisa dilewati arus 1 Amper dan sebaiknya pemakaiannya dengan heatshink { alumunium pendingin }.

Kamis, 04 Mei 2017

JJH. Pengertian Power Supply Linier



POWER SUPPLY LINIER

Setiap peralatan elektronika atau kelistrikan membutuhkan catu daya atau power supply sesuai kebutuhan untuk menghidupkan peralatan tersebut. Baterai atau aki {accu} merupakan sumber catu daya atau power supply DC yang baik, tetapi hanya berdaya kecil. Sehingga baterai atau aki tidak dapat digunakan untuk peralatan yang membutuhkan daya besar.
Sumber tegangan listrik yang berdaya besar adalah tegangan listrik AC { bolak-balik } dari jaringan tranmisi jaja-jala listrik. Maka diperlukan perangkat atau peralatan yang bisa mengubah tegangan AC menjadi tegangan DC.
Menurut sistem konversi energi listrik power supply linier termasuk dalam jenis sistem konversi AC {tegangan bolak-balik} ke DC {tegangan searah}.Menurut metode konversinya catu atau power supply sistem AC – DC dibedakan  menjadi 2 yaitu power supply switching dan power supply linier.

PENGERTIAN POWER SUPPLY LINIER
Power supply linier adalah jenis power supply yang mengkonversi tegangan listrik secara langsung dari inputnya dan berfungsi mengubah tegangan DC yang berfluktuasi menjadi konstan/stabil walaupun terjadi variasi atau perubahan pada suhu, beban, maupun tegangan masukan dari jaringan transmisi listrik.

PRINSIP KERJA POWER SUPPLY LINIER
Catu daya  atau power supply linier prinsip kerjanya sangat sederhana, yaitu terdiri dari blok-blok atau bagian utama agar menghasilkan tegangan output yang stabil yaitu transformer {penaik/penurun tegangan} rectifier { penyearah }, filter { penyaring } regulator { pengatur }. Berikut ini gambar blok diagram catu daya atau power supply :




Gambar. Blok Diagram Catu daya atau Power Supply Linier

a.      Transformer.
Transformer adalah bagian yang berfungsi untuk menaikkan atau menurun tegangan input sesuai dengan kebutuhan. Transformer terdiri dari transformator penaik {step-up} atau penurun {step-down} tegangan. Proses kerja bagian transformer adalah menurunkan atau menaikkan tegangan input berupa tegangan AC jala-jala listrik menggunakan komponen transformator.
Transformator adalah komponen untuk mengubah tegangan listrik menjadi lebih besar atau lebih kecil dari sisi primer ke sisi sekunder, primer sebagai input sekuder sebagai output. Setelah tegangan AC masuk ke bagian transformer, selanjutnya oleh transformer tegangan di naikkan/diturunkan seperti yang terlihat pada gambar dibawah berikut ini.

.

Gambar.  Proses Kerja  Bagian Transformer. 

b.      Rectifier { Penyearah }.
Penyearah atau rectifier adalah bagian yang berfungsi untuk menyearahkan tegangan bolak-balik {AC} yang telah diturunkan oleh bagian transformer. Proses kerja bagian transformer adalah menyearahkan tegangan AC dari bagian transformer menggunakan komponen dioda.
Dioda adalah komponen elektronika yang berfungsi menyearahkan tegangan AC. Setelah tegangan AC yang telah diturunkan oleh bagian transformer selanjutnya masuk ke bagian rectifier oleh rectifier tegangan AC di searahkan seperti yang terlihat pada gambar dibawah berikut ini. 



Gambar. Proses Kerja Bagian Rectifier.

Bagian penyearah terdiri dari rangkaian diode, berdasarkan jenis rangkainnya penyearah ada 4 macam yaitu
·         Penyearah setengah gelombang.
·         Penyearah gelombang penuh polaritas tunggal dengan CT dan 2 buah diode.
·         Penyearah gelombang penuh polaritas tunggal dengan sistem jembatan {bridge system}.
·      Penyearah polaritas ganda {catu daya simetris} dengan menggunak CT dan dioda sistem jembatan {bridge jembatan}.

c.       Filter { Penyaring }
Filter atau penyaring adalah bagian yang berfungsi untuk menghaluskan  keluaran tegangan DC dari bagian rectifier/penyearah. Proses kerja bagian filter adalah menyearahkan tegangan DC dari bagian rectifier menggunakan komponen elektronika yaitu kapasitor. seperti yang terlihat pada gambar dibawah berikut ini. 


 

Gambar. Proses Kerja Bagian Filter.

Kapasitor adalah komponen yang berfungsi untuk memperkecil/menghilangkan tegangan ripple,  semakin besar nilai kapasitansi kapasitor maka semakin halus tegangan DC yang dihasilkan. Jenis kapasitor yang sering dipakai adalah kapasitor elektrolit {Elco}.

d.      Regulator { Penstabil }.
Regulator atau pengaturan adalah bagian yang berfungsi mengatur atau mengendalikan tegangan output sehingga tegangan menjadi stabil atau  meskipun terjadi perubahan dari, suhu, variasi beban dan tegangan masukan dari jaringan transmisi listrik. yang berubah-ubah. Berikut ini gambar proses kerja bagian regulator. 



Gambar. Proses Kerja Regulator.

Bagian regulator biasa terdiri dari komponen penstabil tegangan seperti dioda zener, transistor, IC penstabil tegangan {78XX & 79XX} atau Op amp.

Sabtu, 29 April 2017

JJI. Pengertian Power Supply atau Catu Daya


Power Supply atau Catu Daya

Setiap peralatan elektronika atau kelistrikan membutuhkan catu daya atau power supply sesuai kebutuhan untuk menghidupkan peralatan tersebut, tanpa power supply peralatan tersebut tidak bisa difungsikan. Contoh televisi, komputer, charger, speaker aktif, pemanas air, AC { Air Conditioner }.
Power Supply atau Catu Daya atau biasa dikenal PSU adalah peralatan penyedia tegangan atau sumber daya listrik untuk peralatan elektronika dan listrik, dengan prinsip mengkonversi dari satu bentuk energi ke bentuk energi lainnya atau mengkonversi besaran nilai dari kecil menjadi besar dan sebaliknya dari besar menjadi menjadi kecil, sesuai dengan yang diinginkan. Kemudian energi tersebut di “ suplaikan “ atau disalurkan. Berikut conyoh bentuk fisik catu daya atau power supply.

Contoh. Bentuk Fisik Catu Daya atau Power Supply.

Pada prinsipnya  ada 4 macam sistem konversi energi listrik yaitu sistem konversi AC ke DC, DC ke DC, DC ke AC dan AC ke AC. Yang di konversi bermacam-macam yaitu jenis tegangan dan arus, besar tegangan dan arus, frekuensi dan lain-lain. Berikut ini klasifikasi umum power supply atau catu daya :
1.      Menurut Konversi Energinya
2.      Menurut Metode Konversinya.
3.      Menurut Fungsinya.
4.      Menurut Bentuk Fisiknya.

1.      Menurut Sistem Konversi Energinya.
Pada prinsipnya  ada 4 macam sistem konversi energi listrik yaitu sistem konversi AC ke DC, DC ke DC, DC ke AC dan AC ke AC.
a.      Sistem AC – DC.
Sistem ini mengubah energi listrik bolak-balik {AC} menjadi energi listrik searah {DC}, contohnya charger HP, Laptop, Komputer dan Adaptor. Sistem ini digunakan pada dunia industri yang memakai peralatan berat.

b.      Sistem DC – DC.
Sistem ini mengubah energi listrik DC menjadi energi listrik DC lainnya yang terkontrol arus atau tegangan atau keduanya.
c.       Sistem AC – AC.
Sistem ini mengubah energi listrik AC menjadi energi listrik AC yang lebih besar atau lebih kecil dari energi listrik asalnya dan mengubah frekuensi sesuai dengan  yang dibutuhkan. Sistem ini digunakan pada dunia industri yang memakai peralatan berat.
d.      Sistem DC – AC.
Sistem ini mengubah energi listrik AC menjadi energi listrik AC lainnya yang terkontrol arus atau tegangan atau keduanya dan frekuensinya. Contohnya inverter untuk kelistrikan mobil atau bus.

2.      Menurut Metode Konversinya.
Menurut metode konversinya catu daya atau power supply dibedakan menjadi 2 yaitu power supply linier dan switching.
a.      Power Supply Linier.
Power supply linier adalah jenis power supply yang mengkonversi tegangan listrik secara langsung dari inputnya dan berfungsi mengubah tegangan DC yang berfluktuasi menjadi konstan/stabil walaupun terjadi variasi atau perubahan pada suhu, beban, maupun tegangan masukan dari jaringan transmisi listrik.

b.       Power Supply Switching.
Power supply switching adalah jenis power supply yang sebelumnya mengkonversi tegangan input ke pulsa AC atau DC terlebih dahulu. Prinisp kerja berdasarkan “ switching {pen-sakelaran}“, karena ada pensakelaran sehingga terjadi perubahan gelombang yang tidak linear. Cara kerjanya langsung menyearahkan dan menyaring tegangan input AC mejadi tegangan DC. Tegangan DC tanpa bantuan transformator dengan frekuensi tinggi antara 10 KHz – 1 MHz dimana frekuensi ini jauh lebih tinggi daripada frekuensi tegangan AC yang hanya sekitar 50 Hz, Tegangan DC kemudian di switching ON dan OFF pada frekuensi tinggi sehingga menghasilkan arus AC yang dapat melewati transformator frekuensi tinggi.

3.      Menurut Fungsinya.
Menurut fungsinya catu daya atau power supply dibedakan menjadi 3 yaitu regulated power supply, unregulated power supply dan adjustable power supply.
c.       Regulated Power Supply.
Regulated power supply adalah jenis power supply yang dapat menjaga kestabilan tegangan dan arus listrik walaupun input tegangan/arus { sumber listrik } atau beban terjadi perubahan. Contohnya
d.      Unregulated Power Supply.
Unregulated power supply adalah jenis power supply yang paling sederhana, power supply jenis ini tegangan maupun arusnya tidak distabilkan tegangan atau arus listriknya dapat berubah menyesuaiakan saat beban atau sumber listrik berubah. Banyak digunakan pada perl.
e.       Adjustable Power Supply.
Adjustable power supply adalah jenis power supply yang dapat mengatur tegangan atau arus sesuai kebutuhan beban menggunakan knop mekanik. Jenisnya ada 2 yaitu regulated adjustable power supply dan unregulated adjustable power supply.

4.      Menurut Bentuk Fisiknya.
Menurut fungsinya catu daya atau power supply dibedakan menjadi 2 yaitu built in atau internal dan stand alone.
a.      Built In atau Internal.
Built In atau Internal power supply adalah jenis power supply yang ditempatkan menyatu atau didalam perangkat atau eletronik/listrik, sehingga tidak kelihatan atau tidak terlihat langsung. Contohnya televisi, monitor, PC, DVD player, speaker aktif.
b.      Stand Alone.
            Stand alone power supply adalah jenis power supply yang berada diluar perangkat elektronik/listrik. Contohnya adaptor dan charger handphone.

JJH. Regulator Power Supply

REGULATOR POWER SUPPLY  Pada power supply tegangan dari bagian penyearah sudah cukup bagus jika riak/ripple nya kecil tetapi ada masalah...