BUCK BOOS CONVERTER & RANGKAIAN CATU DAYA MODE LINIER

KOMPETENSI INTI

3. Memahami, menerapkan, menganalisis, dan mengevaluasi tentang pengetahuan faktual, konseptual, operasional dasar, dan metakognitif sesuai dengan bidang dan lingkup kerja Teknik Audio Video pada tingkat teknis, spesifik, detail, dan kompleks, berkenaan dengan ilmu pengetahuan, teknologi, seni, budaya, dan humaniora dalam konteks pengembangan potensi diri sebagai bagian dari keluarga, sekolah, dunia kerja, warga masyarakat nasional, regional, dan internasional.

4. Melaksanakan tugas spesifik dengan menggunakan alat, informasi, dan prosedur kerja yang lazim dilakukan serta memecahkan masalah sesuai dengan bidang kerja Teknik Audio Video. Menampilkan kinerja di bawah bimbingan dengan mutu dan kuantitas yang terukur sesuai dengan standar kompetensi kerja. Menunjukkan keterampilan menalar, mengolah, dan menyaji secara efektif, kreatif, produktif, kritis, mandiri, kolaboratif, komunikatif, dan solutif dalam ranah abstrak terkait dengan pengembangan dari yang dipelajarinya di sekolah, serta mampu melaksanakan tugas spesifik di bawah pengawasan langsung. Menunjukkan keterampilan mempersepsi, kesiapan, meniru, membiasakan, gerak mahir, menjadikan gerak alami dalam ranah konkret terkait dengan pengembangan dari yang dipelajarinya di sekolah, serta mampu melaksanakan tugas spesifik di bawah pengawasan langsung.

KOMPETENSI DASAR

3.19 Menerapkan rangkaian konverter buck dan boost 

3.20 Merencanakan rangkaian sumber tegangan dan arus konstan (catu daya) modelinier 

4.19 Menguji Rangkaian Konverter Buck dan Boost 

4.20 Menguji rangkaian sumber tegangan dan arus konstan (catu daya) mode linier

A. Apa itu DC Buck Converter?

DC Buck Converter adalah rangkaian elektronika yang berfungsi sebagai penurun tegangan DC ke DC (konverter DC-to-DC atau Choppers) dengan metode switching.

Secara garis besar rangkaian konverter dc to dc ini memakai komponen switching seperti MOSFET (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor), thyristor, IGBT untuk mengatur duty cycle.

Secara umum komponen penyusun DC Chopper Tipe Buck (Buck Converter) antara lain :

• Sumber masukan DC

• Rangkaian Kontrol (Drive Circuit)

• Dioda Freewheeling

• Induktor

• Kapasitor

• MOSFET

• Beban (R)

Fungsi dari komponen penyusun diatas :

• MOSFET digunakan sebagai pencacah arus sesuai dengan setting duty cycle sehingga keluaran DC Chopper sesuai dengan nilai yang setting

• Drive Circuit digunakan untuk mengendalikan MOSFET, sehingga timing untuk MOSFET bekerja dapat dikendalikan kapan harus ON atau OFF

• Induktor digunakan untuk menyimpan energi dalam bentuk arus. Energi tersebut disimpan dikala MOSFET on dan dilepas dikala MOSFET off

• Dioda Freewheeling digunakan untuk mengalirkan arus yang dihasilkan induktor dikala MOSFET off

Feedback Circuit DC Buck Converter

Untuk menghasilkan tegangan output yang konstan, DC Chopper Tipe Buck harus ditambah dengan rangkaian feedback (umpan balik) sebagai pembanding nilai output dengan nilai refrensi.

Selisih antara tegangan keluaran rangkaian yang dibandingkan tegangan referensi akan digunakan untuk menghasilkan duty cycle PWM yang disesuaikan (auto adjust) untuk mengontrol switching MOSFET.

Semakin banyak selisih yang dihasilkan dari perbandingan tegangan input dan output maka semakin besar pula duty cycle pwm yang dihasilkan.

Semakin besar duty cycle yang dihasilkan maka semakin besar pula tegangan keluaran yang dihasilkan DC Chopper Tipe Buck.

Akan tetapi, tegangan output tersebut akan selalu lebih kecil atau sama dengan tegangan masukan DC Chopper.

Tujuan ini guna mendapatkan tegangan output yang konstan sesuai dengan tegangan refrensi yang disetting.

Berikut yaitu rangkaian DC buck converter yang menggunakan rangkaian feedback

Prinsip Kerja

MOSFET yang dipakai pada rangkaian DC Chopper Tipe Buck yaitu bertindak sebagai saklar yang sanggup membuka atau menutup rangkaian.

Sehingga keluaran tegangan dapat dikontrol sesuai dengan duty cycle yang disetting.

Kinerja dari DC Chopper tipe buck dapat diperhatikan pada saat : 

• Ketika MOSFET on (tertutup) dan dioda off, arus mengalir dari sumber menuju ke induktor (pengisian induktor), disafilter oleh kapasitor, kemudian ke beban, kembali lagi ke sumber

• Ketika MOSFET off (terbuka) dan dioda on, arus yang disimpan indukor dikeluarkan menuju ke beban kemudian ke dioda freewheeling dan kembali lagi ke induktor

Kelebihan dan Kekurangan dari sistem buck converter

Kelebihan dari sistem Buck converter antara lain :

• Efisiensi yang tinggi

• Rangkaiannya sederhana

• Tidak memerlukan transformer

• Tingkatan stress pada komponen switch yang rendah

• Riak (ripple) pada tegangan keluaran juga rendah sehingga penyaring atau filter yang diperlukan pun relatif kecil

Kekurangannya :

• Tidak adanya isolasi antara masukan dan keluaran

• Hanya satu keluaran yang dihasilkan

• Tingkat ripple yang tinggi pada arus masukan

• Metode ini sering digunakan pada aplikasi yang membutuhkan sistem yang berukuran kecil

Contoh modul rangkaian buck converter

Untuk saat ini, banyak rangkaian modul dengan metode switching yang diperjualbelikan guna modul power supply khususnya modul untuk penurun tegangan DC to DC.

Contoh yang dapat mudah ditemukan yaitu modul LM2596.

Modul tersebut termasuk kedalam modul rangkaian buck converter dc to dc dikarenakan didalam rangkaiannya memiliki beberapa komponen penyusun.

Komponen tersebut antara lain komponen switching, control drive (IC LM2596), serta komponen lainnya seperti dioda, induktor, capasitor, dan Resistor load.

Regulator LM2596 adalah merupakan IC monolitik yang menyediakan semua fungsi aktif untuk regulator switching step-down (buck), dengan beban arus maksimum 3A.

LM2596 beroperasi pada frekuensi switching 150 kHz, sehingga membutuhkan komponen filter berukuran lebih kecil dari yang diperlukan dengan regulator switching frekuensi yang lebih rendah.

Bentuk aktual ic LM2596 ada 2 yaitu 7-pin TO-220 standar dan tersedia dalam bentuk IC 7-pin TO-263, seperti gambar dibawah ini.

Spesifikasi dan fitur LM2596 :

• Efisiensi tinggi

• Tersedia IC dalam bentuk TO-220 dan TO-263

• Tegangan input mencapai 40 V

• Tegangan output 1.2-V – 37-V ± 4%

• Output beban maksimum 3A

• Osilator internal frekuensi tetap 150-kHz

• Hanya membutuhkan 4 komponen eksternal : Dioda, Capasitor, induktor, resistor

• Terdapat fitur Shutdown TTL

• Mode siaga daya rendah biasanya 80 μA

• Menggunakan induktor standar yang sudah tersedia

• Shutdown thermal dan Perlindungan terhadap batas arus

• Incoming search terms:

BOOST CONVERTER

Tingkatkan Konverter

Kita semua pernah menemukan situasi sial di mana kita membutuhkan tegangan yang sedikit lebih tinggi daripada yang dapat disediakan oleh catu daya kita. Kami membutuhkan 12 volt tetapi hanya memiliki baterai 9 volt. Atau mungkin kita memiliki suplai 3.3V ketika chip kita membutuhkan 5V. Itu juga, dalam banyak kasus, undian saat ini cukup baik.

Akhirnya, kami bertanya pada diri sendiri, apakah mungkin untuk mengubah satu tegangan DC ke yang lain ?

Beruntung bagi kami, jawabannya adalah ya. Dimungkinkan untuk mengubah satu tegangan DC ke yang lain, namun, metodenya sedikit di sisi pintar.

Dan tidak, itu tidak melibatkan konversi DC ke AC dan kembali lagi. Karena melibatkan terlalu banyak langkah. Apa pun yang memiliki terlalu banyak langkah tidak efisien; ini adalah pelajaran hidup yang baik juga.

Masuki dunia konverter DC-DC mode sakelar !

Mereka disebut mode sakelar karena biasanya ada sakelar semikonduktor yang menyala dan mati dengan sangat cepat.

Apa itu Konverter Boost?

Konverter boost adalah salah satu jenis konverter mode sakelar yang paling sederhana . Seperti namanya, dibutuhkan tegangan input dan meningkatkan atau meningkatkannya. Semua terdiri dari induktor, saklar semikonduktor (hari ini MOSFET, karena Anda bisa mendapatkan yang sangat bagus hari ini), dioda, dan kapasitor. Juga diperlukan sumber gelombang persegi periodik. Ini bisa berupa sesuatu yang sederhana seperti timer 555 atau bahkan IC SMPS khusus seperti IC MC34063A yang terkenal .

Seperti yang Anda lihat, hanya ada beberapa bagian yang diperlukan untuk membuat konverter boost . Ini kurang rumit daripada transformator atau induktor AC.

Mereka sangat sederhana karena pada awalnya dikembangkan pada 1960-an untuk memberi daya pada sistem elektronik di pesawat. Itu adalah persyaratan bahwa konverter ini harus kompak dan seefisien mungkin.

Keuntungan terbesar yang ditawarkan konverter boost adalah efisiensinya yang tinggi – beberapa di antaranya bahkan dapat mencapai 99%! Dengan kata lain, 99% energi input diubah menjadi energi output yang berguna, hanya 1% yang terbuang.

Bagaimana Cara Kerja Boost Converter? 

Saatnya untuk mengambil napas dalam-dalam, kita akan terjun ke kedalaman elektronika daya. Saya akan mengatakan di awal bahwa itu adalah bidang yang sangat bermanfaat.

Untuk memahami cara kerja konverter boost, Anda harus mengetahui cara kerja induktor , MOSFET, dioda , dan kapasitor .

Dengan pengetahuan itu, kita bisa melalui kerja konverter boost langkah demi langkah.

LANGKAH 1

Di sini, tidak ada yang terjadi. Kapasitor output dibebankan ke tegangan input dikurangi satu penurunan dioda.

LANGKAH 2

Sekarang, saatnya menyalakan sakelar. Sumber sinyal kami menjadi tinggi, menyalakan MOSFET. Semua arus dialihkan melalui ke MOSFET melalui induktor. Perhatikan bahwa kapasitor keluaran tetap terisi daya karena tidak dapat dilepaskan melalui dioda yang sekarang dibias mundur.

Sumber daya tidak langsung dihubung singkat, tentu saja, karena induktor membuat arus naik relatif lambat. Juga, medan magnet terbentuk di sekitar induktor. Perhatikan polaritas tegangan yang diterapkan pada induktor.

LANGKAH – 3 

MOSFET dimatikan dan arus ke induktor dihentikan secara tiba-tiba.

Sifat induktor adalah untuk menjaga kelancaran arus; tidak suka perubahan arus yang tiba-tiba. Jadi tidak suka arus dimatikan secara tiba-tiba. Ini merespons ini dengan menghasilkan tegangan besar dengan polaritas berlawanan dari tegangan yang awalnya disuplai ke sana menggunakan energi yang tersimpan di medan magnet untuk mempertahankan aliran arus itu.

Jika kita melupakan elemen rangkaian lainnya dan hanya memperhatikan simbol polaritas, kita perhatikan bahwa induktor sekarang bertindak seperti sumber tegangan yang dirangkai secara seri dengan tegangan suplai. Ini berarti bahwa anoda dioda sekarang berada pada tegangan yang lebih tinggi daripada katoda (ingat, tutupnya sudah diisi untuk memasok tegangan pada awalnya) dan bias maju.

Kapasitor keluaran sekarang diisi ke tegangan yang lebih tinggi dari sebelumnya, yang berarti bahwa kita telah berhasil menaikkan tegangan DC rendah ke tegangan yang lebih tinggi!

Saya menyarankan Anda untuk mengulangi langkah-langkahnya sekali lagi dengan sangat lambat dan memahaminya secara intuitif.

Langkah-langkah ini terjadi ribuan kali (tergantung pada frekuensi osilator) untuk mempertahankan tegangan keluaran di bawah beban.

Meningkatkan Operasi Konverter - Poin Halus

Sekarang banyak dari Anda sudah memiliki pertanyaan tentang penjelasan yang terlalu disederhanakan ini. Ada banyak hal yang tertinggal, tetapi itu sepadan untuk membuat kerja konverter boost benar-benar jelas. Jadi sekarang setelah kita memiliki pemahaman itu, kita dapat beralih ke detail yang lebih baik.

1. Osilator . Anda tidak dapat membiarkan sakelar keluaran MOSFET menyala selamanya, tidak ada induktor yang ideal – mereka memiliki arus saturasi. Jika kita tetap menyalakan MOSFET lebih lama dari beberapa ratus mikrodetik maks, suplai akan dihubung singkat dan isolasi induktor terbakar dan MOSFET rusak dan hal-hal buruk lainnya terjadi. Kami menggunakan pengetahuan kami tentang induktor untuk menghitung waktu yang diperlukan untuk mencapai arus yang masuk akal (satu Amp, misalnya) dan kemudian mengkonfigurasi waktu osilator yang tepat. Hal ini menyebabkan bentuk gelombang arus induktor tampak seperti mata gergaji, oleh karena itu dinamakan gigi gergaji.

2. MOSFET itu sendiri. Jika Anda melihat lebih dekat, selama langkah 3, MOSFET melihat tegangan yang merupakan tegangan suplai ditambah tegangan induktor, yang berarti bahwa MOSFET harus dinilai untuk tegangan tinggi, yang lagi-lagi menyiratkan resistansi yang agak tinggi. Desain konverter boost selalu merupakan kompromi antara tegangan tembus MOSFET dan resistansi. MOSFET switching dari konverter boost selalu merupakan titik lemah, seperti yang saya pelajari dari pengalaman yang dingin dan sulit. Tegangan keluaran maksimum dari konverter boost tidak dibatasi oleh desain tetapi oleh tegangan tembus MOSFET.

3. Induktor. Jelas, sembarang induktor lama tidak akan berfungsi. Induktor yang digunakan pada konverter boost harus mampu menahan arus tinggi dan memiliki inti yang sangat permeabel, sehingga induktansi untuk ukuran tertentu tinggi.

Meningkatkan Operasi Konverter

Masih ada cara berpikir lain tentang pengoperasian konverter boost.

Kita tahu bahwa energi yang tersimpan dalam induktor diberikan oleh:

x L x I 2

Dimana L adalah induktansi kumparan dan I adalah arus puncak maksimum.

Jadi kami menyimpan beberapa energi dalam induktor dari input dan mentransfer energi yang sama ke output meskipun pada tegangan yang lebih tinggi (daya dilestarikan, tentu saja). Ini terjadi ribuan kali per detik (tergantung pada frekuensi osilator) sehingga energi bertambah di setiap siklus sehingga Anda mendapatkan keluaran energi yang terukur dan berguna, misalnya 10 Joule setiap detik, yaitu 10 watt.

Sebagai persamaan memberitahu kita, energi yang tersimpan dalam induktor sebanding dengan induktansi dan juga kuadrat dari arus puncak.

Untuk meningkatkan daya keluaran, pemikiran pertama kami mungkin untuk meningkatkan ukuran induktor. Tentu saja, ini akan membantu, tetapi tidak sebanyak yang kita pikirkan! Jika kita membuat induktansi lebih besar, arus puncak maksimum yang dapat dicapai dalam waktu tertentu berkurang, atau waktu yang dibutuhkan untuk mencapai arus itu meningkat (ingat persamaan dasar V/L = dI/dt), sehingga energi keluaran keseluruhan tidak tidak meningkat dengan jumlah yang signifikan!

Namun, karena energi sebanding dengan kuadrat arus maksimum, peningkatan arus akan menyebabkan peningkatan energi keluaran yang lebih besar!

Jadi kami memahami bahwa memilih induktor adalah keseimbangan yang baik antara induktansi dan arus puncak.

Dengan pengetahuan ini kita dapat memahami metode formal merancang konverter boost.

Tingkatkan Desain Konverter

LANGKAH 1

Untuk memulainya, kita perlu pemahaman menyeluruh tentang apa yang dibutuhkan beban kita. Sangat disarankan (dari pengalaman) bahwa jika Anda mencoba membangun konverter boost di awal, sangat penting untuk mengetahui tegangan dan arus keluaran secara mandiri, yang produknya adalah daya keluaran kami.

LANGKAH 2

Setelah kita memiliki daya output, kita dapat membaginya dengan tegangan input (yang juga harus ditentukan) untuk mendapatkan arus input rata-rata yang dibutuhkan.

Kami meningkatkan arus input sebesar 40% untuk memperhitungkan riak. Nilai baru ini adalah arus input puncak.

Juga arus masukan minimum adalah 0,8 kali arus masukan rata-rata, jadi kalikan arus masukan rata-rata dengan 0,8.

Sekarang kita memiliki arus puncak dan minimum, kita dapat menghitung perubahan total arus dengan mengurangkan arus puncak dan minimum.

LANGKAH – 3

Sekarang kita menghitung siklus kerja konverter, yaitu rasio waktu hidup dan mati osilator.

Siklus tugas diberikan oleh rumus buku teks ini:

DC = (Vout – Vin)/(Vout)

Ini akan memberi kita nilai desimal yang masuk akal, di atas 0 tetapi di bawah 0,999.

LANGKAH – 4

Sekarang saatnya untuk memutuskan frekuensi osilator. Ini telah dimasukkan sebagai langkah terpisah karena sumber sinyal dapat berupa apa saja dari pengatur waktu 555 (di mana frekuensi dan siklus kerja sepenuhnya di bawah kendali Anda) atau pengontrol PWM frekuensi tetap.

Setelah frekuensi ditentukan, kita dapat mengetahui periode waktu total dengan mengambil kebalikannya.

Sekarang periode waktu dikalikan dengan nilai siklus kerja untuk mendapatkan waktu yang tepat.

LANGKAH – 5

Karena kita telah menentukan waktu, tegangan input, dan perubahan arus yang tepat, kita dapat memasukkan nilai-nilai tersebut ke dalam rumus induktor yang telah diatur ulang sedikit:

L = (V*dt)/dI

Dimana V adalah tegangan input, dt adalah waktu on dan dI adalah perubahan arus.

Jangan khawatir jika nilai induktor tidak tersedia secara umum, gunakan nilai standar terdekat yang tersedia. Dengan sedikit penyesuaian, sistem akan bekerja dengan baik.

Pemilihan Bagian

1. Beralih Transistor

Saya belum menyebutkan jenisnya karena itu sepenuhnya didasarkan pada aplikasi. Tentu saja, MOSFET digunakan di semua aplikasi akhir-akhir ini, karena sangat efisien, tetapi mungkin ada situasi di mana transistor bipolar normal mungkin cukup karena kesederhanaannya.

Saya akan mengulangi apa yang saya katakan sebelumnya – pilih transistor dengan tegangan tembus yang lebih tinggi dari tegangan keluaran maksimum konverter .

Mungkin juga merupakan pilihan yang baik untuk melihat lembar data MOSFET dan menentukan kapasitansi input/kapasitansi gerbang. Semakin rendah nilai ini, semakin mudah persyaratan mengemudi. Apa pun di bawah 3500pF dapat diterima dan cukup mudah dikendarai.

Pilihan pribadi saya adalah IRF3205 , yang memiliki resistansi 8 miliOhm dan tegangan tembus 55V, dengan kapasitansi input 3247pF yang dapat diatur, selain menjadi bagian yang mudah tersedia.

Juga tidak disebutkan dalam skema adalah driver gerbang MOSFET khusus. Sekali lagi, saya *sangat* merekomendasikan untuk menggunakannya. Ini akan menghemat banyak kerugian dan waktu. Rekomendasi saya – TC4427. Ini memiliki dua driver dalam satu paket DIP8, yang dapat diparalelkan dengan mudah untuk arus drive yang lebih banyak.

2. Dioda Keluaran

Meskipun ini mungkin tampak sepele, pada arus yang kita hadapi (atau terkadang tegangan) pilihan dioda memainkan peran besar dalam efisiensi.

Sayangnya 1N4007 umum tidak akan berfungsi, karena terlalu lambat. Begitu juga dengan 1N5408 yang gemuk . Saya sudah mencoba keduanya pada desain yang saya kerjakan, keduanya tampil buruk karena sangat lambat. Itu bahkan tidak layak untuk dicoba.

Saya menggunakan UF4007, dengan peringkat tegangan yang sama dengan 1N4007 (1000V mundur).

Jika Anda sedang membangun konverter tegangan rendah (misalnya 3.3V ke 5V) maka dioda pilihan akan menjadi Schottky, seperti 1N5822 .

Kesimpulan

Membaca artikel ini, saya rasa, setara dengan mengikuti kuliah sistem tenaga, semoga membuat Anda lebih berpengetahuan. Seperti biasa, cara terbaik untuk belajar adalah dengan benar-benar membangun sesuatu. Sekarang Anda memiliki pengetahuan yang diperlukan untuk membuat dan menggunakan konverter boost!

B. RANGKAIAN SUMBER TEGANGAN DAN ARUS KONSTAN ( CATU DAYA ) MODE LINIER

Power supply atau catu daya adalah suatu alat listrik yang dapat menyediakan energi listrik untuk perangkat listrik ataupun elektronika lainnya. Pada dasarnya, power supply atau catu daya ini memerlukan sumber energi listrik yang kemudian mengubahnya menjadi energi listrik yang dibutuhkan oleh perangkat elektronika lainnya. Oleh karena itu, power supply kadang-kadang disebut electric power converter.

Ada dua sumber catu daya, yaitu sumber AC dan sumber DC. Sumber AC adalah sumber tegangan bolak-balik, sedangkan sumber tegangan DC merupakan sumber tegangan searah. Sumber tegangan AC berayun sewaktu waktu pada kutub positif dan sewaktu-waktu pada kutub negatif. Sementaa itu, sumber DC selalu pada satu kutub saja, positif atau negatif saja. Sumber AC dapat disearahkan menjadi sumber DC dengan menggunakan rangkaian penyearah yang dibentuk dari diode. Ada tiga macam rangkaian penyearah dasar, yaitu penyearah setengah gelombang, gelombang penuh, dan sister jembatan.

Rangkaian penyearah output dari rangkaian yang diberi filter kapasitor untuk menghilangkan riak sehingga diperoleh tegangan DC yang stabil. Tegangan DC juga dapat diperoleh dari baterai. Dengan penggunaan baterai, diberikan sumber tegangan DC yang stabil dan portabel namun dapat habis, tergantung pada kapasitas baterai tersebut. Tegangan yang tersedia dari suatu sumber tegangan yang ada biasanya tidak sesuai dengan kebutuhan. Untuk itu diperlukan suatu regulator tegangan yang berfungsi untuk menjaga agar tegangan bernilai konstan pada nilai tertentu. Regulator tegangan ini biasanya berupa IC dengan kode 78xx atau 79xx. Seri 78xx digunakan untuk regulator tegangan DC positif, sedangkan 79xx digunakan untuk regulator DC negatif. Nilai xx menandakan tegangan yang akan mengalami regulasi. Misalnya, kebutuhan sistem adalah positif 5 volt maka regulator yang digunakan adalah 7805. IC regulator ini biasanya terdiri atas tiga pin, yaitu input, ground, dan output. Dalam menggunakan IC ini, tegangan input harus lebih besar beberapa persen (tergantung pada data sheet) dari tegangan yang akan mengalami regulasi.

Berdasarkan metode konversinya, power supply dapat dibedakan menjadi tujuh sebagai berikut.

a. DC Power Supply

b. AC to DC Power Supply

C. AC Power Supply

d. Programmable Power Supply 

e. Uninterruptible Power Supply (UPS) 

f. High Voltage Power Supply 

g. Switch Mode Power Supply (SMPS)

2. Komponen utama catu daya di antaranya trafo, diode, filter, stabilizer, dan regulator.

a. Trafo (Penurun Tegangan)

Trafo atau transformator merupakan komponen utama dalam membuat rangkaian catu daya yang berfungsi untuk mengubah tegangan listrik Trafo dapat menaikkan dan menurunkan tegangan. Berdasarkan tegangan yang dikeluarkan dari belitan sekunder, trafo dibagi menjadi dua, yaitu step up dan step down.

1) Step up (penaik tegangan), apabila tegangan lilitan sekunder lebih tinggi dari tegangan primer (jala listrik).

2) Step down (penurun tegangan), apabila tegangan pada lilitan sekunder lebih rendah dari tegangan pada lilitan primer (jala listrik).

Berdasarkan pemasangan gulungannya dikenal dua macam trafo, yaitu trafo tanpa center tap (CT) dan trafo dengan center tap (CT).

b. Diode Rectifier (Penyearah)

Peranan rectifier dalam rangkaian catu daya adalah untuk mengubah tegangan listrik AC yang berasal dari trafo step-down atau trafo adaptor menjadi tegangan listrik arus searah DC.

1) Penyearah setengah gelombang. Dalam komponen elektronika, penyearah setengah gelombang disebut juga half wave rectifier. 2) Penyearah gelombang penuh. Dalam komponen elektronika, penyearah

gelombang penuh disebut juga full wave rectifier.

c. Filter (Penyaring)

Penyaring atau filter merupakan bagian yang terdiri atas kapasitor yang berfungsi sebagai penyaring atau meratakan tegangan listrik yang berasal dari rectifier. Selain menggunakan filter, resistor juga digunakan sebagai tahanan.

d. Stabilizer dan Regulator

Stabilizer dan regulator adalah bagian yang terdiri atas komponen diode Zener, transistor, komponen IC, atau kombinasi dari ketiga komponen tersebut. Stabilizer berfungsi sebagai penstabil dan pengatur tegangan (regulator) yang berasal dari rangkaian penyaring.

Selain komponen utama, dalam pembuatan rangkaian catu daya juga menggunakan berbagai komponen pendukung lainnya, seperti sakelar, sekring, lampu indikator, voltmeter, multimeter, PCB (Printed Circuit Board), dan berbagai komponen pendukung lainnya.

3. Prinsip Kerja Catu Daya

Perangkat elektronika mestinya dicatu oleh suplai arus searah yang stabil agar dapat bekerja dengan baik. Baterai atau aki adalah sumber catu daya DC yang paling baik. Namun untuk aplikasi yang membutuhkan catu daya lebih besar, sumber dari baterai tidak cukup. Sumber catu daya yang besar adalah sumber bolak-balik AC dari pembangkit tenaga listrik. Untuk itu, diperlukan suatu perangkat catu daya yang dapat mengubah arus AC menjadi DC. 

a. Prinsip Kerja Penyearah (Rectifier)

Prinsip penyearah (rectifier) yang paling sederhana ditunjukkan pada Gambar 3.3 berikut ini. Transformator (T1) diperlukan untuk menurunkan tegangan AC dari jala-jala listrik pada kumparan primernya menjadi tegangan AC yang lebih kecil pada kumparan sekundernya.

Pada rangkaian ini, diode berperan hanya meneruskan tegangan positif ke beban Rj. Ini yang disebut dengan penyearah setengah gelombang (half wave). Jika ingin mendapatkan penyearah gelombang penuh (full wave), diperlukan transformator dengan center tap (CT).

Tegangan positif fase yang pertama diteruskan oleh D1, sedangkan fase yang berikutnya dilewatkan melalui D2 ke beban Ri dengan CT transformator sebagai common ground. Dengan demikian, beban Ri mendapat suplai tegangan gelombang penuh. Pada beberapa aplikasi misalnya untuk mencatu motor DC yang kecil atau lampu pijar DC, bentuk tegangan seperti ini sudah cukup memadai. Walaupun tegangan ripple dari kedua rangkaian di atas masih sangat besar.

Rangkaian di atas menunjukkan rangkaian penyearah setengah gelombang dengan filter kapasitor C yang paralel terhadap beban R. Dengan filter ini, bentuk gelombang tegangan keluarnya bisa menjadi rata. Bentuk keluaran tegangan DC dari rangkaian penyearah setengah gelombang dengan filter kapasitor dapat dilihat pada gambar berikut.

Sumber:

www.nyebarilmu.com

https://components101.com/articles/boost-converter-basics-working-design