Materi Perekayasaan Rangkaian Elektronika

Makalah terlengkap dan terupdate makalahku10 - Unduh Materi Perekayasaan Rangkaian Elektronika


Simak Selengkapnya Materi Perekayasaan Rangkaian Elektronika

Unduh juga Makalah Pengembangan Kurikulum Terbaru
Unduh juga Makalah Ekonomi Makro Sistem Moneter

 Perekayasaan Rangkaian Elektronika

A.  Pengertian SMPS

Switch-Mode Power Supply (SMPS) adalah jenis Power Supply yang langsung menyearahkan (rectify) dan menyaring (filter) tegangan Input AC untuk mendapatkan tegangan DC. Tegangan DC tersebut kemudian di-switch ON dan OFF pada frekuensi tinggi dengan sirkuit frekuensi tinggi sehingga menghasilkan arus AC yang dapat melewati Transformator Frekuensi Tinggi.

 Pada SMPS ini, power factor correction diletakkan pada bagian output dari rectifier dengan menggunakan Boost converter. Boost converter bekerja pada kondisi tidak kontinyu, karena dalam kondisi tidak kontinyu tidak muncul arus balik (IRR) pada komponen diode dari boost converter, sehinga diode yang lebih murah dapat digunakan. Selain itu pada kondisi tidak kontinyu mengakibatkan rugi I2R rendah dan ripple arus yang rendah mengakibatkan rugi inti di inductor rendah.

Boost converter ini dihubungkan seri dengan buck conveter untuk supply beban 24 V/ 60 W. Boost converter sebagai power factor correction (PFC) di desain menghasilkan tegangan output sebesar 50 V dan arus 3 A. Sedangkan buck converter di desain menghasilkan tegangan keluran 24 V dengan arus 2,5 A.

B.   Prinsip – prinsip Kerja dalam SMPS

a.      Penyearah

Tegangan keluaran dari trafo masih berupa pulsa-pulsa frekwensi tinggi dan kemudian dirubah menjadi tegangan dc menggunakan diode penyearah dan filter elco.

b.      Konverter

Merubah tegangan dc menjadi tegangan keluaran yang sesuai dengan kebutuhan.

c.       Regulasi

Membuat agar besarnya tegangan keluaran stabil terhadap perubahan tegangan masukan dan perubahan beban.

d.      Isolasi

Mengisolasi bagian sekunder dari bagian primer, dengan tujuan agar chasis bagian sekunder kalau dipegang tidak timbul bahaya kena sengatan listrik.

e.       Proteksi

Mampu melindungi peralatan dari tegangan keluaran yang over dan melindungi power supply dari kerusakan jika terjadi suatu kesalahan.

C.   Diagaram blok SMPS

Dari uraian prinsip – prinsip kerjadalam SMPS seperti diatas, kita dapat membuat diagram blok SMPS seperti dibawah ini:

D.  Penjelasan Diagram Blok

a.       Bagian Penyearah : Disini tegangan masukan dari listrik ac 220v disearahkan menjadi tegangan dc menggunakan diode bridge dan 3 buah elco filter besar yaitu sebuah elco 480V680UF dan 2 buah elco 250V2200UF.

b.      Bagian Pencacah: Tegangan masukan dc dicacah dengan menggunakan “power switch on-off ” sehingga menghasilkan tegangan pulsa-pulsa dc dengan frekwensi tinggi. SMPS mesin las Inverter umumnya bekerja pada frekwensi sekitar 50Hz hingga 60Hz. Sebagai power switch dapat menggunakan IC K2611, IRFZ24N dan IRF9Z24N.

c.       SMPS Controller driver : sebagai pembangkit pulsa PWM (Pulse Wave Modulation). Sebagai sinyal drive untuk pencacah digunakan IC PC 817 yang berisi rangkaian osilator dan PWM  sebagai pembangkit pulsa-pulsa PWM. Ada rangkaian SMPS yang tidak menggunakan SMPS controller driver, dalam hal ini transistor power switching dibuat agar dapat bekerja dengan cara “ber-osilasi sendiri”

d.      Trafo switching : Tegangan dc yang telah dicacah mempunyai karakteristik seperti tegangan ac sehingga dapat dilewatkan sebuah trafo atau induktor untuk dinaikkan ataupun diturunkan tegangannya. Pada rangkaian ini menggunakan trafo E25 15:15

e.       Penyearahan dan filtering tegangan keluaran : Tegangan keluaran dari trafo masih berupa pulsa-pulsa frekwensi tinggi dan kemudian dirubah menjadi tegangan dc menggunakan diode penyearah dan filter elco.

f.       Loop umpan balik : untuk membuat tegangan keluaran agar stabil.  Sirkit loop umpan balik dari tegangan keluaran B+ ke bagian primer digunakan untuk mengendalikan PWM.

g.      Rangkaian komparator atau pembanding : sebagai “error detektor”. Sebuah sirkit komparator pada bagian sekunder dipakai untuk mendeteksi jika terjadi perubahan tegangan keluaran B+. Komparator bekerja dengan cara membandingkan tegangan keluaran B+ dengan sebuah tegangan “referensi” (biasanya berupa tegangan diode zener 6.8v). Output komparator berupa arus yang kemudian diumpan balikkan ke bagian primer melalui sebuah photo coupler. Kopling menggunakan photocouler bertujuan untuk meng-isolagi ground bagian primer yang menyetrum jika dipegang (HOT chasis) dengan ground bagian sekunder (COLD chasis).

E.   Keuntungan SMPS

Power supply yang melakukan konversi daya melalui komponen-komponen yang bersifat rendah rugi-daya-nya (low loss components) seperti kapasitor, induktor, dan transformator dan yang memakai switch-switch yang selalu dalam kondisi on atau off.

Keuntungan menggunakan power supply switching adalah konversi daya yang dapat dilakukan dengan kebocoran daya yang minimal, artinya efisiensinya tinggi. Seperti contoh di atas, efisiensinya mencapai 80%, artinya daya output adalah 80% dari daya input. Jika inputnya 100 watt, maka outputnya 80 watt. SMPS lainnya dapat mencapai efisiensi hingga 91%.

F.    Penggunaan SMPS

Saat ini, SMPS sudah banyak digunakan dipiranti elektronik karena memiliki sistem proteksi dan efisiensi yang baik.Contoh penggunaannya adalah digunakan pada VCD Player, TV dan tape recorder bahkan pada handphone.

G.  Kesimpulan

SMPS merupakan sebuah tipe atau jenis power supply yang sudah banyak digunakan saat ini. Power supply jenis ini memiliki efisiensi sangat besar, hingga 91%. Pada dasarnya, power supply jenis ini emnggunakan komponen utama berupa transformator switching dan rangkaian PWM serta terdapat rangkaian protektor.

Uninterruptible Power Supply (UPS)

A.   Pengertian UPS

               UPS adalah singkatan dari Uninterruptible Power Supply sebagai alat back up listrik ketika PC mati atau kehilangan energi dari sumber utamanya.Didalam sebuah UPS terdapat Rectifier yang fungsinya untuk mengecharger battery/accu UPS, besarnya tergantung dari type atau jenis UPS itu sendiri.Didalam UPS juga terdapat inverter yang berfungsi untuk merubah arus accu UPS menjadi arus listrik PLN.Didalam UPS juga terdapat battery/accu berfungsi sebagai penampung sumber tenaga sehingga pada saat Listrik PLN padam battery/accu sebagai penggantinya dengan waktu tertentu.

B.   Fungsi UPS

               Fungsi dasar UPS (Uninterruptible Power Supply) adalah menyediakan suplai listrik sementara ke beban (PC) tanpa terputus pada saat main powernya tidak bekerja agar seluruh proses dapat dihentikan dengan benar, seluruh data dapat disimpan dengan aman, dan komputer dapat dimatikan dengan benar. Jadi fungsi UPS itu bukan agar user tetap dapat bekerja.

                                   Beberapa fungsi UPS :

1. Dapat memberikan energi listrik sementara ketika terjadi kegagalan daya pada listrik utama (PLN).
2. Memberikan kesempatan waktu yang cukup kepada kita untuk segera menghidupkan Genset sebagai pengganti PLN.
3. Memberikan kesempatan waktu yang cukup kepada kita untuk segera melakukan back up data dan mengamankan Operating System (OS) dengan melakukan shutdown sesuaiprosedur ketika listrik utama (PLN) padam.
4. Mengamankan sistem komputer dari gangguan-gangguan listrik yang dapat mengganggusistem komputer baik berupa kerusakan software,data maupun kerusakan hardware.
5. UPS secara otomatis dapat melakukan stabilisasi tegangan ketika terjadi perubahantegangan pada input sehingga tegangan output    yang digunakan oleh sistem komputer berupategangan yg stabil.
6. UPS dapat melakukan diagnosa dan management terhadap            dirinya sendiri sehinggamemudahkan pengguna untuk           mengantisipasi jika akan terjadi gangguan terhadap sistem.
7. User friendly dan mudah dalam installasi.
8. User dapat melakukan kontrol UPS melalui Jaringan LAN dengan menambahkan beberapaaccessories yang diperlukan.
9. Dapat diintegrasikan dengan jaringan Internet.
10. Notifikasi jika terjadi kegagalan dengan melakukan setting    software UPS management.

C.   Prinsip Kerja UPS

                   UPS bekerja diantara komputer dan colokan listrik, dari colokan listrik yang di alirkan ke Batere yang berada pada UPS  dan kemudian di simpan untuk kesetabilan tegangan energi. listrik yang di simpan pada batre akan di pakai ketika sumber energi utama listrik terputus.

D.   Macam – Macam UPS

1.               UPS On-line

                   Pada UPS jenis ini terdapat 1 rectifier dan 1 inverter yang terpisah. Dalam keadaan gangguan, suplai daya ke rectifier akan diblok sehingga akan ada arus DC dari baterai ke inverter yang kemudian diubah menjadi AC.

                  

                   Prinsip Kerja UPS On-line

•      UPS akan bekerja selalu dari inverter baik UPS bekerja dari sumber listrik utama maupun sumber listrik utama mati (UPS bekerja dari battere).

•      Pada system online ini pada umumnya terdapat converter AC to DC sebagai pengganti batere pada saat UPS bekerja dari sumber listrik utama. Jadi perpindahan itu terjadi dari converter ke batere atau sebaliknya.

•      Inverternya tetap bekerja untuk mensupplay tegangan AC 220 pada output UPS. Sehingga tidak ada transfer time pada saat perpindahan dari sumber listik utama ke batere atau sebaliknya.

Tweet

Subscribe to receive free email updates: