Energy Storage Component (L & C) for Temporary

Soal Latihan

Komponen penyimpanan energi sementara dalam catu daya yaitu: L dan C. Kehadiran komponen dapat meningkatkan efisiensi catu daya tersebut. Catu daya harus bekerja pada pensaklaran, Switching Mode Power Supply (SMPS). Komponen tersebut terhubung dengan dioda.

Contoh soal:

1.    Gambar pertama, terdiri dari dioda D, tahanan R, dan capasitor C yang terhubung seri dengan sebuah saklar S1. Tegangan mula (initial voltage) pada kapasitor sebesar 220 V pada saat t = 0, saklar ditutup tentukan:

a.      Arus puncak atau peak diode current (ip) yang mengalir pada dioda.

b.      Energi yang diserap oleh R menjadi panas (disipasi)

c.       Tegangan kapasitor pada saat t = 2 us.

Jawab:

2.    Gambar kedua, berawal dari rangkaian seri dioda D1, L dan R terhubung melalui saklar S1. Kemudian dipasang dioda freewheeling, untuk mengamankan dioda D1. Kemudian R dilepas, sehingga rangkaian seperti pada gambar, maka:

a.      Gambarkan bentuk gelombang arus jika saklar ditutup pada t1 = 100 us.

b.      Tentukan energi yang tersimpan pada L (induktor beban).

Jawab:

b.      Energi yang disimpan L ketika saklar tertutup, arus beban Y₁ naik secara linear adalah:

3.    Pada gambar ketiga, terdapat (mutual induktansi) Lm yang merupakan  pengganti dari step down transformer dengan perbandingan lilitan a = N2/N1 = 100/10 = 10. Tegangan sumber Vs = 220 volt pada t = 50 us dengan keadaan saklar ditutup (ON), maka:

a.      Tentukan tegangan mundur (reverse voltage) dioda D1.

b.      Tentukan arus primer maksimum (peak value).

c.       Tentukan arus sekunder maksimum (peak value).

d.      Waktu kondukti dari dioda D1.

e.      Berapa energi yang dicatu oleh sumber (energy supplied by source).

Jawab:

Rectifier (Penyearah)

Rangkaian Penyearah (Rectifier)

Rangkaian penyaearah adalah suatu rangkaian yang mengubah tegangan bolak-balik (AC) menjadi tegangan searah (DC). Terdapat beberapa jenis rangkaian penyearah, yang masing-masing jenis memberikan hasil yang berbeda-beda terhadap bentuk tegangan DC yang keluar.

Penyearah Setengah Gelombang

Rangkaian penyearah setengah gelombang yaitu seperti gambar di bawah ini.

Apabila tegangan input berbentuk sinus, maka dapat dituliskan sebagai:

Vi = V_m sin wt

Dan apabila bebannya resistif, maka bentuk gelombang outputnya adalah seperti pada gambar di bawah ini:

Penyearah Gelombang Penuh

Rangkaian penyearah gelombang penuh dengan menggunakan rangkaian jembatan (bridge) dapat dilihat pada gambar di bawah ini:

Bentuk gelombang yang terjadi pada outputnya dapat dilihat pada gambar di bawah ini:

Penyearah 3 Fasa Setengah Gelombang

Rangkaian penyearah 3 fasa setengah gelombang ini dapat dilihat pada gambar di bawah ini:

Bentuk tegangan output yang dihasilkan adalah:

Penyearah 3 Fasa Gelombang Penuh

Rangkaian penyearah 3 fasa gelombang penuh dapat dilihat pada gambar di bawah ini: