Elektronika daya adalah cabang ilmu elektronika yang membahas tentang switching, pengontrolan, serta pengubah atau konversi blok-blok yang besar dari daya listrik menggunakan peralatan dari bahan semikonduktor. Keterkaitan elektronika daya terhadap cara mengolah dan memproses energi listrik, yaitu penggunaan peranti elektronik untuk mengubah sebuah daya listrik dengan pengendalian maupun modifikasi bentuk tegangan atau arus sehingga terjadilah bentuk satu ke bentuk-bentuk lainnya.

Dilihat dari ruang lingkupnya, elektronika daya meliputi komponen semikonduktor dan komputer, elektronika, sistem tenaga listrik, teori rangkaian listrik, mesin-mesin listrik, sistem kontrol, serta elektromagnetik. Sistem tenaga listrik merupakan sasaran utama pada aplikasi elektronika daya yang peralatan serta sistemnya mempunyai daya (arus dan tegangan) listrik cukup besar. Aplikasi elektronika daya biasanya digunakan untuk melakukan kontrol aplikasi di dalam industri. Contoh pengaturan yang lebih banyak dipakai ialah pengaturan aktivitas alat-alat di industri, pengaturan kecepatan rotasi dari motor listrik, pengaturan kecepatan konveyor, pengaturan torsi motor listrik, pengaturan tekanan, pengaturan flow atau kecepatan minyak gas, pengaturan suhu, dan pengaturan parameter-parameter lainnya. Sistem komputer dalam aplikasi industri masa ini banyak yang telah terpadu bersama sistem komputer. Pengerjaan pengaturan bermacam-macam instrumen di industri dikerjakan dengan memakai remote yang dapat dimonitor menggunakan tampilan terpadu dengan data base yang diterjemahkan oleh komputer.

Ada empat jenis konversi daya atau biasa disebut empat pemanfaatan energi, yaitu penyearah, nama DC-DC converter, inverter, dan AC-AC konverter

a. Penycarah, bermanfaat untuk mengubah arus listrik bolak-balik menjadi arus listrik scarah.

b. DC Chopper atau DC-DC converter. Arus Listrik searah diubah jadi arus searah yang memiliki besaran berbeda.

c. Inverter, yaitu mengubah arus listrik scarah menjadi arus listrik bolak-balik di frekuensi serta tegangan yang bisa diatur.

d. AC-AC konverter, berguna untuk mengubah energi arus listrik bolak-balik dengan frekuensi dan tegangan tertentu jadi arus bolak-balik yang frekuensi dan tegangannya lain. Ada dua macam converter AC. Pertama. pengatur tegangan AC di mana konverter ini menjadikan tegangan berubah tetapi frekuensi konstan. Kedua bernama cycloconverter, yaitu konverter yang menjadikan frekuensi serta tegangan agar bisa diatur.

  Komponen elektronika daya terdiri atas diode, transistor, thyristor, dan insulated gate bipolar transistor (IGBT).

a. Diode

Diode merupakan salah satu jenis komponen elektronika dasar yang juga masuk dalam kategori komponen elektronika aktif. Komponen diode memiliki fungsi sebagai penyearah dalam sebuah rangkaian elektronika. Diode juga termasuk salah satu jenis komponen elektronika daya yang paling umum.

b. Transistor

Transistor adalah komponen elektronika aktif dan juga merupakan komponen daya yang berfungsi sebagai penguat dan switch.

c. Thyristor

Thyristor adalah komponen elektronika daya yang terbuat dari bahan semikonduktor. Thyristor memiliki fungsi sebagai switch atau sakelar dalam sebuah rangkaian elektronika. Akibat perkembangan dengan pemanfaatan yang sangat efektif, perangkat thyristor diklasifikasikan menjadi tujuh tipe berikut. 

1) Forced Commutated Thyristor.

2) Line Commutated Thyristor.

3) Gate Turn Off Thyristor (GTO).

4) Reverse Conducting Thyristor (RCT).

5) Static Induction Thyristor (SITH).

6) Gate Assisted Turn Off Thyristor (GATT).

7) Light activated Silicon Controller Rectifier (LASSCR)

Aplikasi elektronika daya berfungsi untuk mengendalikan tegangan AC, mengendalikan dimer, serta aplikasi IGBT bagi inverter. 

a. Pengendali Tegangan AC

Teknik pengontrolan fase memberikan kemudahan dalam sistem pengendalian AC. Pengendali tegangan saluran AC digunakan untuk mengubah harga rms tegangan AC yang dicatukan ke beban dengan menggunakan thyristor sebagai sakelar. Penggunaan alat ini di antaranya kontrol peralatan pemanas, kontrol pencahayaan 290, dan pengendali kecepatan motor induksi.

b. Kontrol Dimer

Pengendalian yang bisa dilakukan dengan menggunakan metode ini hanya terbatas pada beban fase satu saja. Pada beban yang lebih besar, metode pengendalian kemudian dikembangkan lagi menggunakan sistem fase tiga, baik yang setengah gelombang maupun gelombang penuh (rangkaian jembatan).

Pengendalian dimer penggunaannya terbatas pada beban fase 1. Bagi beban yang lebih besar dilanjutkan terus menggunakan sistem fase 3, baik setengah gelombang saja ataupun pada gelombang penuh (rangkaian jembatan).

c. Aplikasi IGBT pada Converter

Rangkaian cycloconverter di mana tegangan AC 3 fase disearahkan menjadi tegangan DC oleh enam buah diode. Selanjutnya, 9 buah IGBT membentuk konfigurasi yang akan menghasilkan tegangan AC 3 fase dengan tegangan dan frekuensi yang dapat diatur, dengan mengatur waktu ON oleh generator PWM. Rangkaian VVVF digunakan pada KRL merek HOLEC di Jabotabek.

Peranti semikonduktor daya dapat dioperasikan sebagai sakelar dengan menggunakan sinyal control pada terminal gate dari thyristor. Keluaran diperoleh dengan variasi-variasi waktu conduction dari sakelar-sakelar tersebut. Peranti-peranti sakelar semikonduktor daya dapat diklasifikasikan sebagai berikut.

a. Uncontrolled Turn On and Off (Contoh Diode) 

b. Controlled Turn On and Controlled Turn Off (Contoh SCR) 

c. Karakteristik Controlled Turn On and Off (Contoh: BJT, MOSFET, GTO) 

d. Continuous Gate Sinyal Requirement (BJT, MOSFET)

 e. Pulse Gate Requirement (contoh: SCR, GTO) 

f. Bipolar Voltage Withstanding Capability (SCR) 

g. Unipolar Voltage Withstanding Capability (BJT, MOSFET, GTO) 

h. Bidirectional Current Capability (RCT, TRIAC)

i. Unidirectional Current Capability (Diode, SCR, GTO, BJT, MOSFET)

Rangkaian elektronika daya dapat diklasifikasikan ke dalam empat tipe berikut.

a. AC/DC Converter. AC/DC Converter terbagi menjadi dua, yaitu AC-DC Uncontrolled Converters (Uncontrolled Rectifiers = Diode Rectifiers) dan AC-DC Converters (Controlled Rectifier)

b. AC-DC Converters (AC Voltage Controllers) c. DC-DC Converters (DC Choppers)

d. DC-AC Converters (Inverters)

Beberapa komponen elektronika yang tergolong dalam kelompok thyristor di antaranya SCR (Silicon Controlled Rectifier), SCS (Silicon Controlled Switch), TRIAC (Triode from Alternating Current), dan DIAC (Diode Alternating Current).

a. SCR (Silicon Controlled Rectifier)

SCR adalah jenis thyristor yang memiliki tiga kaki terminal yang masing-masing terminal dinamai dengan gate, anode, dan katode. Secara struktur, SCR terdiri atas empat lapis semikonduktor, yaitu PNPN yang terminal pengendalinya terdapat pada lapisan P (Positif).

Cara kerja SCR adalah saat tidak dialiri arus listrik, SCR akan berada dalam keadaan OFF. Saat terminal gate-nya dialiri arus rendah, SCR akan menjadi ON dan menghantarkan arus listrik dari anode ke katode. Meskipun arus listrik gate-nya dihilangkan, SCR akan tetap dalam keadaan ON hingga arus yang mengalir dari anode ke katode tersebut juga dihilangkan atau 0 volt.

b. SCS (Silicon Controlled Switch)

SCS merupakan jenis thyristor yang memiliki empat kaki terminal, yaitu terminal gate, anode gate, anode, dan katode. Sama seperti SCR, SCS juga berfungsi sebagai sakelar. Cara kerja SCS hampir sama dengan SCR, namun SCS dapat dinonaktifkan dengan cara memberikan tegangan tertentu pada kaki terminal anode gate. Perangkat ini juga dapat dipicu dengan memberikan tegangan negatif ke anode gate sehingga arus listrik akan mengalir satu arah, yaitu dari anode (A) ke katode (K).

C. TRIAC (Triode from Alternating Current)

TRIAC adalah thyristor berkaki terminal tiga yang masing-masing terminalnya dinamai dengan gate, MI, dan MI2. Setelah dipicu (trigger) menjadi ON, TRIAC mampu menghantarkan arus listrik dari kedua arah. Oleh karena itu, TRIAC sering disebut Bidirectional Triode Thyristor. Cara kerja TRIAC juga hampir sama dengan SCR. Namun, TRIAC dapat mengendalikan arus listrik dari dua arah, baik dari arah MT, ke MT2 ataupun dari MT2 ke MT,. Dengan demikian, TRIAC dapat digunakan sebagai sakelar yang mengendalikan arus DC maupun arus AC. TRIAC akan berubah menjadi kondisi ON dan menghantarkan arus listrik apabila terminal gate-nya diberikan arus listrik. Jika arus listriknya dihilangkan, TRIAC akan berubah menjadi OFF.

d. DIAC (Diode Alternating Current)

DIAC adalah thyristor yang hanya memiliki dua kaki terminal dan dapat menghantar arus listrik dari kedua arah apabila tegangan melampaui batas tegangan breakover-nya (tegangan breakdown). DIAC sering disebut Bidirectional Thyristor.

Cara kerja DIAC adalah DIAC akan berada pada kondisi OFF apabila tegangan yang diberikan di bawah tegangan breakover-nya. Ketika tegangan mencapai atau melampaui batas breakover-nya, DIAC akan berubah menjadi kondisi ON dan menghantarkan arus listrik. Setelah DIAC dipicu menjadi ON, DIAC akan terus menghantarkan arus listrik (dalam kondisi ON) meskipun tegangan yang diberikan tersebut turun di bawah tegangan breakover. DIAC hanya akan berhenti menghantarkan arus listrik atau berubah menjadi kondisi OFF apabila tegangan yang diberikannya menjadi 0 atau dengan kata lain arus listriknya diputuskan.

Thyristor adalah elemen semikonduktor 4 layer. Thyristor identik dengan transistor PNP dan NPN yang terpasang sedemikian rupa sehingga membentuk elektrode-elektrode anode, katode, dan gate.