Upload
dodi-nur
View
102
Download
12
Embed Size (px)
Citation preview
TUGAS
ELEKTONIKA ANALOG
Power Supply
Disusun Oleh:
ESKANESIARI
L2F008116
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO
FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS DIPONEGORO
2010
POWER SUPPLY
1. Pengertian
Power supply adalah sebuah alat atau sistem yang berfungsi untuk
menyalurkan listrik atau bentuk energi jenis apapun pada beban atau sekelompok
beban. Power supply sering digunakan untuk menyalurkan energi listrik, dan
beberapa digunakan pada mesin – mesin listrik. Power supply dapat digunakan
sebagai pengganti sumber tenaga listrik baik sebagai sumber utama atau
cadangan, seperti :
Mengubah bentuk listrik dari sumber ke bentuk tegangan yang diinginkan.
Biasanya digunakan untu mengubah sumber AC 120 atau 240 volt ke
tegangan DC yang lebih rendah untuk digunakan pada peralatan elektronik.
Pengganti battery.
Generator atau alternator.
2. Prinsip Kerja Power supply
A. Power suplai DC
Power supply DC memiliki rangkaian utama yang disebut dengan
Rectifier (penyearah), yang berfungsi untuk mengubah sinyal AC menjadi
DC, ada 4 jenis rectifier yang digunakan diantaranya :
1. Penyerarah setengah gelombang tak terkendali (Half Wave Uncontrolled
Rectifier)
Gambar 3. Penyearah setengah gelombang tidak terkendali
Pada penyearah tipe ini gelombang sinus pada sumber hanya
dilewatkan separuh saja yaitu pada saat anoda dioda mendapat sinyal
positif, namun jika sinyal yang diterima anoda negatif maka dioda akan off.
Hal ini dikarenakan dioda hanya akan aktif jika anodanya lebih positif dari
katoda. Dapat dilihat pada sinyal keluaran dari dioda tersebut, dari 0 – π
adalah sinyal positif yang telah dilewatkan oleh dioda sedangkan dari π -
2π sinyal tersebut berada pada 0
a. Rangkaian penyearah
b. Bentuk gelombang
2. Penyerah gelombang penuh tak terkendali (Full Wave Uncontrolled
Rectifier)
Pada penyearah tipe ini gelombang keluaran lebih sempurna namun
tentu saja masih terdapat riak (ripple). Prinsip kerja rangkaian ini adalah
pada setengah siklus positif pertama dioda 1 (D1) akan akif dan melewatkan
sinyal tersebut, sedangkan dioda 2 (D2) akan aktif pada saat setengah sinyal
kedua, sehingga dioda bekerja secara bergantian. Pada gambar 4b setengah
gelombang dari 0 – π dilewatkan oleh D1 sedangkan D2 bekerja pada saati π
- 2π.
a. Rangkaian penyearah
Gambar 4. Penyearah gelombang penuh tak terkendali
b. Bentuk gelombang
3. Penyearah setengah gelombang terkendali (Half Wave controlled
Rectifier)
Penyearah tipe ini mengguankan Thyristor (SCR) sebagai komponen
penyearahnya. Pada penyearah ini tegangan rata – rata dan rms nya dapat
diatur dengan cara mengatur nilai α / sudut penyalaan SCR. Prinsip kerja
SCR menyerupai dioda yaitu akan melewatkan arus jika anoda lebih positif
dari katoda namun itu berlaku jika gate pada SCR mendapatkan arus yang
cukup untuk mentriger sebesar α.
a. Rangkaian penyerah
b. Bentuk gelombang
Gambar 5. Penyearah setengah gelombang terkendali
4. Penyerah gelombang penuh terkendali (Full Wave controlled Rectifier)
Seperti halnya penyearah setengah gelombang terkendali penyearah
jenis ini juga meggunakan SCR sebagai komponen penyearahnya dan juga
menggunakan sebuah rangkaian tambahan untuk mengontrol besaran sudut
penyalaan SCR tersebut.
a. Rangkaian penyearah
b. Bentuk gelombang
Gambar 5. Penyearah gelombang penuh terkendali
B. Power supply AC
Power suplai AC umumnya digunakan sebagai sumber cadangan atau
biasa disebut Uninterruptible Power Supply (UPS). Ada 2 jenis konfigurasi
UPS; normally supply from the AC main supply dan normally connected to
inverter.
Gambar 6. Konfigurasi UPS
Tipe baterai yang digunakan umumnya Nickel – Cadmium atau lead – acid.
Power supply AC dikategorikan atas 3 tipe yaitu :
1. Switched Mode AC Power Supply
Pada bagian input dioperasian oleh PWM pada frekuensi tinggi
untuk mengurangi ukuran dari transformator dan terdapat folter DC pada
bagian input dari output inverter
Gambar 7. Switched Mode AC Power Supply
2. Resonant AC Power Supply
Pada bagian input dari gambar 7. ditambahkan sebuah inductor
untuk menghasilkan resonansi pada inverter. Bagian output inverter
dioperasikan dengan PWM yang akan mengontrol ferkuendi output.
Gambar 8. Resonant AC Power Supply
3. Bidirectional AC Power Supply
Penyearah diode pada output inverter dapat dikombinasikan
cycloconverter (AC – AC Converter) dengan saklar bidirectional, yang
berfungsi untuk mengontrol daya arus yang akan dikeluarkan.
Gambar 9. Bidirectional AC Power Supply
3. Jenis – Jenis Power Supply
1. Power supply linear
Pada umumnya power supply linear menggunakan transformator untuk
mengubah tegangan input yang tinggi (primer trafo) ke tegangan output yang
rendah (sekunder trafo). Jika ingin menghasilkan tegangan DC digunakanlah
sebuah rectifier. Sebuah kapasitor digunakan untuk meratakan gelombang
arus pada rectifier, perbandingan antara tegangan DC yang keluar dengan
tegangan AC yang ikut serta pada hasil outputnya disebut dengan riak
(ripple). Frekuensi gelombang ini tergantung pada ferkuensi gelombang AC
pada input (contoh; 50 Hz, 60 Hz).
Tegangan DC yang dihasilkan oleh power supply tanpa pengaturan
(unregulated power supply) bergantung pada jenis beban yang digunakan dan
variasi tegangan input AC. Pada peralatan elektronik yang penting
pengguanaan regulator linier akan mengunakan stabilize dan pengturan
tegangan. Regulator seperti in akan secara langsung mengurangi riak dan
noise pada keluaran arus DC.
Power supply linear yang dapat diatur ini biasanya digunakan pada
laboratorium dan tempat – tempat servis peralatan elektronik. Sebagai contoh;
pengujian pada sebuah rangkaian memerlukan tegangan input 30 volt dan arus
5 amper maka power supply tersebut diatrur sesuai dengan tegangan kerja
rangkaian yang akam diuji.
Gambar 1. Power supply linear
2. Penyalur tegangan AC/ DC
Penyuplai daya dalam bentuk tegangan DC hanya terdapat pada
beberapa daerah tertentu, kebanyakan daerah masih menyuplai daya dalam
bentuk tegangan AC. Suplai daya dalam bentuk tegangan DC lebih sederhana,
murah, dan lebih linier dari pada suplai dalam bentuk tegangan AC, dan tanpa
perlu meggunakan trafo distribusi. Mereka menggunakan penyearah (rectifier)
dan kapasitor filter, keluaran dari rectifier tersebut disalurkan langsung
melalui konduktor menuju beban, suplai DC ini tidak memiliki gangguan –
gangguan sesaat seperti pada sumber AC
3. Power supply saklar otomatis (Switched-mode power supply)
Power supply jenis ini memiliki prinsip kerja yang berbeda dengan
power supply yang lain, dimana tegangan AC input langsung diserahkan
(diubah menjadi DC) tanpa melalui transformator. Tegangan tersebut dibagi
menjadi beberapa bagian dengan saklar elektronik.
Frekuensi dan tegangan input yang tinggi pada tahap pertama
dilewatkan oleh beberapa transformator step down yang akan berfungsi
sebagai power supply linear. Setelah melewati transformator kedua sinyal AC
kembali diubah menjadi sinyal DC oleh rectifier. Untuk menjaga agar
tegangan output tetap konstan, power supply membutuhkan sebuah umpan
balik (feedback) untuk mengontrol tegangan outputnya.
Biasanya power supply jenis ini dipakai pada komputer untuk
memberikan daya yang dibutuhkan oleh peripheral komputer. Faktor daya
menjadi sebuah perhatian oleh pabrikan komputer hal ini dikarenakan power
supply sebelummya menghasikan sinyal harmonic dan juga faktor daya yang
yang buruk. Namun beberapa tahun belakangan ini pihak produsen power
supply komputer berusaha untuk memperbaiki factor daya tersebut.
Gambar 2. Switched-mode power supply
4. Uninterruptible power supply (UPS)
UPS memiliki dua atau lebih sumber daya yang bekerja secara
simultan. Secara umum digunakan tegangan AC sebagai sumber utama,
sementara itu tegangan pada baterai akan diisiulang. Jika terjadi gangguan
pada sumber utama, secara langsung baterai akan menggantikan sumber
utama sehingga kinerja dari beban tidak terganggu. Hal seperti itu hanya bisa
terjadi jika daya pada baterai mencukupi. Ada 5 jenis UPS diantaranya :
1. Standby UPS
2. Line Interactive
3. Standby-Ferro
4. Double Conversion On-Line
5. Delta Conversion On-Line
1. Standby UPS
Standby UPS umumnya digunakan pada personal computer (PC).
Blok diagramnya dapat dilihat pada gambar 1, sebuah saklar (transfer
switch) digunakan untuk memilih tegangan masukan AC dari sumber
utama dan baterai/inverter sebagai backup jika sumber utama terjadi
gangguan. Jika gangguan terjadi transfer switch akan bekerja memilih
tegangan sumber yang akan masuk kebeban.
Gambar 1. Stanby UPS
2. Line Interactive
UPS jenis ini digunakan pada server dimana baterai/inverter selalu
terhubung dengan output UPS, inverter akan bekerja terbalik selama arus
sumber normal yaitu sebagai pengisi baterai. Jika terjadi gangguan
transfer switch akan terbuka dan arus akan mengalir dari baterai ke output
UPS, dengan terdapatnya inverter yang terhubung pada output ini bias
menjadi sebuah filter tambahan pada UPS tersebut.
Gambar 2. Line Interactive UPS
3. Standby-Ferro
UPS tipe ini memiliki rating 3-15 KVA dan memiliki transformator
dengan 3 buah lilitan, salah satu lilitan primernya terhubung dengan
sumber utama dan yang satunya tehubung dengan rangkaian invereter
(baterai) sedangkan lilitan sekunder terhubug kebeban. Jika terjadi
gangguan pada sumber utama transfer switch akan terbuka dan baterai
menggantikan sebagai sumber utama. Dan selama sumber utama yang
mensuplai tidak terjadi gangguan, inverter (baterai) akan standby.
Penerapan inverter ini biasanya pada modem computer server yang
membutuhkan input berupa gelombang sinusoidal murni.
Gambar 3. Standby – Ferro UPS
4. Double Conversion On-Line
UPS dengan rating diatas 10 KVA ini mengguanakan rangkaian
inverter sebagai sumber utamanya dimana sumber AC pada jala – jala
disearahkan dengan rectifier dan kemudian diubah kembali menjadi
tegangan AC oleh inverter. Pada UPS ini tidak digunakan transfer switch
karena baterai akan langsung menjadi sumber utama jika terjadi gangguan
dan tidak memerlukan waktu untuk transfer dari sumber utama ke sumber
cadangan (baterai)
Gambar 4. Double Conversion On-Line
5. Delta Conversion On-Line
Delta Conversion On-Line memiliki rating kerja 5 KVA – 1,6 MW.
Pada UPS ini digunakan sebuah tansformator yang terminal inputnya
terhubung delta (Δ). Prinsip kerjanya sama dengan double conversion on-
line yaitu menggunakan rangkaian inverter sebagai sumber utama dan
rangkaian rectifier sebagai penyearah dan pengisi ulang baterai yang akan
berfungsi sebagai tenaga cadangan dari UPS tersebut.
Gambar 5. Delta Conversion On-Line
http://id.scribd.com/doc/73250676/Tugas-Makalah-Power-Supply
DAFTAR REFERENSI
www.apc . com, Diakses 25 Desember 2008, 04:32:20 PM
www.wikipedia.org , Diakses 26 November 2008, 09:45:48 PM