LAMPIRAN A

MAKALAH

A-2

ANALISIS PERBANDINGAN HASIL OPERASI CCM DAN DCM DC CHOPPER TIPE

BUCK BOOST BERBASIS TRANSISTOR Milzam Andali Lababan

1, Mochammad Facta, S.T., M.T., Ph.D

2, Ir. Bambang Winardi, Mkom

3

Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Diponegoro

Jl. Prof. Sudharto, Tembalang, Semarang, Indonesia

Email: milzam.andali@gmail.com

ABSTRAK Perkembangan teknologi saat ini, aplikasi yang membutuhkan sumber catu daya DC sangat banyak. Sehingga penerapan

sistem konverter buck boost sebagai salah satu regulator DC memegang peranan penting dalam banyak aplikasi elektronika daya.

Konverter buck boost merupakan salah satu konverter yang dapat mengubah masukan tegangan DC tetap menjadi lebih besar

ataupun lebih kecil sesuai dengan kebutuhan beban, yang besar tegangan keluarannya diatur dengan masukan duty cycle yang dapat

diatur lewat pulse width modulation (PWM). Komponen yang digunakan untuk menjalankan fungsi penghubung tersebut tidak lain

adalah switch (solid state electronic switch).

Penerapan aplikasi buck boost konverter telah banyak digunakan, namun pada laporan tugas akhir ini hanya akan dibahas

mengenai beda kedua mode kerja rangkaian DC chopper tipe buck boost yaitu Continuous Conduction Mode (CCM) dimana arus

pada konverter mengalir secara kontinyu, dalam artian tidak pernah mencapai nilai nol, dan Discontinuous Conduction Mode

(DCM) dimana arus pada konverter mencapai nilai nol, atau tidak kontinyu serta pengaruhnya pada variasi beban yang diberikan,

dan juga perbandingan efisiensi pada kedua mode kerja tersebut. Switch elektronik yang digunakan berupa transistor SC2555.

Berdasarkan hasil pengukuran dan pengujian, dengan menggunakan induktor sebesar 0,2 mH, maka rangkaian akan

bekerja secara DCM sedangkan dengan induktor 10,5 mH rangkaian akan bekerja secara CCM. Mode CCM memiliki nilai efesiensi

titik kerja maksimal yang lebih baik dari mode DCM pada buck boost converter dengan sistem pensaklaran transistor. Pada mode

DCM beban resistif didapat nilai efisiensi terbaik sebesar 71 % dan pada mode CCM sebesar 72 %, keduanya dalam duty cycle 50

%. Efisiensi pada beban induktif mode DCM terbaik bernilai 89 % dan pada mode CCM bernilai 99 %, keduanya pada duty cycle 10

%. Dari hasil percobaan yang dilakukan juga terlihat bahwa pada mode DCM drop tegangan akan lebih cepat terjadi dibanding

pada mode CCM.

Kata kunci : Buckboost konverter, CCM, DCM

.

ABSTRACT Recent technological developments, require a DC power supply for so many aplications, therefore, the application of the

buck boost converter system as one of the DC regulator plays an important role in many applications of power electronics. Buck

boost converter is a device that can convert fixed DC voltage input to larger or smaller output according to load requirements, which

the regulated output voltage can be obtained by controlling the width of duty cycle’s wave from pulse width modulation (PWM). The

components used to perform a liaison function is nothing but the switch (solid state electronic switch).

Buck boost converter has been made for various aplications, however in this final project, only discusses about the different

of two operating mode in buck boost DC chopper which are Continous Conduction Mode (CCM) where the current that flow through

the converter never reach zero, and Discontinous Conduction Mode (DCM) where the current that flow through the converter reach

the zero point, and also discusses the influences to the various loads, and efficiency comparison in those two operating modes.

Electronic switch that used in buck boost converter is transistor SC2555.

Based on results of experimental works, the converter worked on discontinous conduction mode with 0,2 mH inductor and on

continous conduction mode with 10,5 mH inductor. The CCM mode has better efficiency than the DCM mode. The best efficiency

when the device was operated in CCM mode is 72 % while the DCM mode only 71 % when the device was connected to a resistive

load. Whereas, when the device was connected to inductive load, the efficiency in CCM mode could reach 99 % and at DCM mode

only 89%. From the experimental works also showed that the device run on DCM mode, the voltage drop happened faster than the

CCM mode.

Keywords : Buck boost converter, CCM, DCM

1Mahasiswa Jurusan Teknik Elektro Universitas Diponegoro

2,3Dosen Jurusan Teknik Elektro Universitas Diponegoro

1. Pendahuluan

1.1 Latar Belakang

Perkembangan teknologi komponen dan

rangkaian elektronika telah mampu menghasilkan sistem

penyedia tegangan searah (dc). Dalam bidang elektronika

daya, alat pengonversi tegangan DC atau yang sering

disebut DC chopper adalah hal yang menarik untuk

dipelajari, khususnya bagi pendidikan teknik yang

mengacu pada bidang kelistrikan seperti teknik elektro.

DC chopper merupakan alat yang dapat

mengonversi tegangan masukan searah menjadi lebih

besar ataupun lebih kecil tergantung pada tipe yang

digunakan. DC Chopper mempunyai 2 mode operasi

kerja, yaitu mode DCM (Discontinuous Conduction

Mode) dan mode CCM (Continuous Conduction Mode).

Mode DCM adalah mode dimana arus induktor pada

konverter mencapai nilai nol,

atau tidak continue. Mode CCM adalah mode operasi

dimana arus induktor pada konverter mengalir secara

kontinyu, dalam artian tidak pernah mencapai nilai nol.

Pada Tugas Akhir ini penulis menggunakan DC

Chopper tipe buck boost atau biasa disebut buck boost

Converter. Buck boost Converter berfungsi untuk

mengubah nilai tegangan DC, baik ke nilai tegangan yang

lebih rendah maupun ke nilai tegangan yang lebih tinggi

dari nilai tegangan masukannya dengan mengatur besar

lebar pulsa (duty cycle) dari rangkaian konrol PWM

(Pulse Width Modulation). Buck boost converter memiliki

tegangan keluaran yang polaritasnya terbalik dengan

tegangan masukan. Pemilihan topologi dc chopper tipe

buck boost dikarenakan desainnya yang simpel dan

memiliki tingkat efisiensi yang tinggi.

Pada tugas akhir sebelumnya yang membahas

tentang DC chopper atau buck-boost converter yang telah

dicantumkan dalam referensi [3],[6],[7],dan [10], namun

tidak secara rinci membahas tentang karakteristik mode

operasi kerja CCM dan DCM, serta pengaruhnya pada

variasi beban yang berbeda pada rangkaian buck boost

converter tersebut. Selain itu juga, belum ada yang

membuat rancang bangun buck boost konverter dengan

transistor sebagai sistem pensaklarannya.

Berdasarkan pada hal tersebut, penelitian tugas

akhir ini akan merancang sebuah modul berupa DC

Chopper tipe buck boost dengan sistem pensaklaran

transistor. Pensaklaran transistor ini beroperasi dengan

picuan arus melalui tahanan basis pada kaki Transistor.

Rangkaian buck boost converter dengan pensaklaran

transistor ini akan membandingkan 2 mode operasi yang

berbeda yaitu DCM dan CCM dengan nilai titik kerja

maksimum dan besar penguatan pada transistor sebagai

sistem pensaklaran, sehingga dapat digunakan sebagai

modul praktikum elektronika daya dengan mode

pensaklaran yang berbeda yaitu dengan transistor.

1.2 Tujuan Penelitian

1. Membuat modul rangkaian DC chopper tipe buck

boost dengan transistor SC2555 sebagai saklar

pemicu

2. Mengetahui perbedaan mode operasi DCM dan

CCM pada DC chopper tipe buck boost yang

dipicu dengan transistor.

3. Mengetahui karakteristik konverter buck boost

dengan variasi jenis beban terhadap arus keluaran,

tegangan keluaran, dan efisiensi kerja transistor.

2. Metode

Suplai

satu fasa

PLN

Penyearah

rangkaian

daya

Rangkaian

kontrol

PWM

Penyearah

rangkaian

kontrol

Suplai

satu fasa

PLN

Rangkaian

konverter

buck boost

Blok

beban

Trafo step down

5A

Trafo step down

3A

Gelombang AC 1 fasaGelombang DC

Gelombang rangkaian

kontrol

Blok rangkaian daya

Blok rangkaian kontrol

Gambar 1 Blok diagram perancangan alat

Seperti yang terlihat pada blok diagram gambar 1,

modul DC chopper tipe buck boost pada tugas akhir ini

terdiri dari blok penyearah untuk rangkaian buck boost

converter, penyearah untuk rangkaian kontrol, rangkaian

kontrol PWM, dan blok beban.

2.1 Perancangan Penyearah

2.1.1 Perancangan Penyearah Gelombang Penuh

Satu Fasa dengan Center Tap

Pada rangkaian ini terdapat penyearah satu fasa

dengan CT, dioda, regulator tegangan, kapasitor, resistor

dan LED seperti yang tertera pada Gambar 2.

AC

2200uf

50 V

220 uF

50 V

+

-

220 V

470 Ohm

1 Watt

3 V

++

Line

voltage Vreg

Common

LM 7812Osiloskop

Gambar 2 Penyearah Gelombang Penuh Satu Fasa CT

Rangkaian ini merupakan sumber tegangan DC 12

Volt. Tegangan 12 VDC berfungsi sebagai suplai untuk

rangkaian kontrol PWM, totempole dan kipas.

Tegangan DC didapatkan dari hasil penyearahan

tegangan AC jala-jala yang sebelumnya diturunkan

menggunakan trafo stepdown. Tegangan DC selanjutnya

diteruskan ke IC Regulator LM7812. LED pada

penyearah digunakan untuk indikator rangkaian

penyearah bekerja.

2.1.2 Perancangan Penyearah Gelombang Penuh

Satu Fasa Dioda Bridge

Rangkaian penyearah bridge dengan dioda bridge

digunakan untuk menyuplai rangkaian buck boost

konverter. Rangkaian ini terdiri dari dioda bridge KBPC

0608 dan 4 buah kapasitor dengan total 8800 µF untuk

meredam riak tegangan, dan dirangkai sebagaimana

gambar 3.

AC

22

00

µF

50

V

22

00

µF

50

V

22

00

µF

50

V

22

00

µF

50

V

Dioda Bridge

KBPC 3510Trafo step

down 5A

Gambar 3 Penyearah Gelombang Penuh Satu Fasa

Rangkaian buck boost konverter akan disuplai

dengan tegangan DC 25 V yang didapat dari penyearahan

tegangan jala – jala 220 V yang telah diturunkan melalui

trafo step down.

2.2 Buck Boost Converter

DC Chopper yang digunakan pada tugas akhir ini

adalah DC Chopper tipe buck boost, yang mempunyai

karakteristik nilai tegangan keluaran lebih besar atau lebih

kecil dari nilai tegangan masukan. Buck boost converter

terdiri dari beberapa komponen penyusun yaitu kapasitor,

induktor, Transistor dan dioda yang tersusun seperti pada

Gambar 4.

DC

+ +

- -

Masukan PWM

Transistor

Induktor

Dioda

KapasitorBeban

Gambar 4 Skema DC chopper tipe buck boost

Komponen penyusun perlu dihitung nilai

minimalnya agar buck boost converter dapat bekerja

sesuai yang diinginkan. Penentuan spesifikasi awal juga

dilakukan berdasarkan ketersediaan komponen yang

mudah didapat dan kemampuan komponen berdasarkan

datasheet. Spesifikasi Buck boost Converter yang akan

dibuat adalah sebagai berikut :

Tegangan masukan : 25 Vdc

Frekuensi Switching : 21 kHz

Kapasitor :

Kapasitor digunakan untuk meredam riak tegangan,

sehingga diasumsikan riak tegangan sebesar 0,19 volt

(sangat kecil).

C = 100µF

Induktor :

Nilai induktor dicari untuk menentukan batas

minimal rangkaian buck boost converter bekerja pada

mode operasi CCM atau DCM.

Setelah dilakukan perhitungan, didapat agar

rangkaian bekerja dalam mode CCM induktor yang

digunakan diatas 1,93 mH dan untuk mode DCM, harus

dibawah 0,22 mH, sehingga dipilih induktor dengan nilai

10,5 mH untuk mode CCM dan 0,2 mH untuk mode

DCM.

3. Hasil dan Analisa

3.1 Pengujian Penyearah Tegangan

Terdapat 2 buah penyearah, yaitu untuk suplai

daya rangkaian DC Chopper dan suplai daya rangkaian

kontrol.

Ground

Gambar 5 Gelombang tegangan keluaran penyearah pada blok rangkaian

kontrol

Ground

Gambar 6 Gelombang tegangan keluaran penyearah pada blok rangkaian

daya

Pada Gambar 5 dan 6, digunakan probe dengan

faktor pengali x 1, sehingga nilai tegangan keluaran pada

gambar 5 adalah (1,2 div x 10 V/div x 1 = 12) dan pada

gambar 6 adalah (2,453div x 10V/div x 1 = 24,53 V).

3.2 Pengujian Rangkaian Kontrol PWM

Ground

1,2

2,4 D = 1,2/2,4

= 0,5

Gambar 7 Gelombang keluaran rangkaian control PWM

Pengukuran yang dilakukan menggunakan probe

dengan faktor pengali 1, sehingga dari gambar 7 dapat

diketahui bahwa nilai tegangan peak to peak (Vpp) adalah

(1,2 div x 10 div x 1 = 12Volt)

3.3 Pengujian Rangkaian Buck boost Converter

Pengujian Buck boost Converter meliputi

pengujian tegangan keluaran, pengujian arus, pengujian

efisiensi, dan pengujian daerah kerja transistor tiap variasi

beban dengan 2 mode operasi CCM dan DCM.

3.3.1 Pengujian Tegangan Keluaran

Ground

Gambar 8 Tegangan keluaran Buck boost Converter

Gambar 8 menunjukan gelombang keluaran buck

boost konverter beban resistif pada duty cycle 50 %,

diukur dengan probe pengali 10, sehingga didapat nilai

Vout :

Vout = -3 div x 2 V/div x 10

= -60 V

Tabel 1 dan 2 menunjukan hasil pengujian

gelombang keluaran buck boost konverter pada beban

resistif dan induktif.

Tabel 1 Hasil pengujian gelombang keluaran buck boost converter beban resistif

Tabel 2 Hasil pengujian gelombang keluaran buck boost converter

beban induktif

Dari data tabel yang tersaji, tampak bahwa

perhitungan dan pengukuran berbeda. Hal ini dikarenakan

rangkaian menggunakan transistor sebagai saklar picu,

dimana transistor memiliki penguatan. Nilai gain pada

transistor didapat dari perbandingan antara tegangan

keluaran dan tegangan masukan. Dari kedua tabel 1 dan 2,

dapat dibuat grafik perbandingan D dan Vout.

Gambar 9 grafik hubungan D - Vout beban resistif

Gambar 10 grafik hubungan D - Vout beban induktif

Dari gambar grafik dapat dilihat bahwa semakin

besar duty cycle maka akan semakin besar pula

tegangan keluarannya. Rangkaian yang menggunakan

induktor 0,2 mH mengalami drop tegangan pada duty

cycle 0,8 pada beban resistif dan 0,7 pada beban

induktif dikarenakan induktor telah mengalami

kejenuhan.

3.4.2 Pengujian Arus Induktor (CCM dan DCM)

Pengujian ini dilakukan dengan meletakan probe

osiloskop pada tahanan tiap induktor. Untuk mode

operasi DCM digunakan induktor dengan nilai 0,2 mH

sedangkan mode operasi CCM digunakan induktor

dengan nilai 10,5 mH. Gambar 9 dan 10 menunjukan

gelombang keluaran pada osiloskop.

Ground

Gambar 11 Gelombang arus induktor 0,2 mH

0,00

20,00

40,00

60,00

80,00

100,00

0,10 0,20 0,30 0,40 0,50 0,60 0,70 0,80

Tega

nga

n K

elu

aran

(V

)

Duty Cycle

L 10,5mHL 0,2mH

0,00

10,00

20,00

30,00

40,00

50,00

0,10 0,20 0,30 0,40 0,50 0,60 0,70

Tega

nga

n K

elu

aran

(V

)

Duty Cycle

L 10,5mH

L 0,2mH

Duty

cycle

L 10,5 mH L 0,2 mH

Vin

(V)

Vout

ukur

(V)

Vout

hitung

(V)

Vin

(V)

Vout

ukur

(V)

Vout

hitung

(V)

0,10 23,85 -20,00 -2,65 23,85 -19,13 -2,65

0,20 23,50 -31,80 -5,88 23,55 -33,30 -5,89

0,30 23,25 -44,60 -9,96 23,25 -43,10 -9,96

0,40 22,83 -53,10 -15,22 22,92 -51,80 -15,28

0,50 22,50 -62,90 -22,50 22,43 -59,90 -22,43

0,60 21,83 -72,60 -32,75 22,27 -69,40 -33,41

0,70 21,53 -79,20 -50,24 21,87 -74,50 -51,03

0,80 21,08 -82,40 -84,32 21,40 -70,00 -85,60

Duty

cycle

L 10,5 mH L 0,2 mH

Vin

Vout

ukur

(V)

Vout

hitung

(V)

Vin

(V)

Vout

ukur

(V)

Vout

hitung

(V)

0,10 24,16 -7,94 -2,68 24,44 -7,25 -2,72

0,20 23,83 -16,95 -5,96 23,85 -15,80 -5,96

0,30 23,20 -21,70 -9,94 23,50 -19,50 -10,07

0,40 22,83 -29,84 -15,22 23,03 -29,20 -15,35

0,50 22,38 -35,40 -22,38 22,80 -34,20 -22,80

0,60 22,00 -38,11 -33,00 22,26 -38,20 -33,39

0,70 21,17 -39,00 -49,40 21,50 -35,00 -50,17

Ground

Gambar 12 Gelombang arus induktor 10,5 mH

Terlihat dari gambar 9 gelombang arus menyentuh

ground, yang menandakan bahwa rangkaian bekerja pada

mode operasi DCM, sedangkan pada gambar 10

gelombang arus tidak sampai menyentuh ground yang

menandakan bahwa rangkaian bekerja pada mode CCM.

3.5 Perhitungan Efisiensi Buck boost Converter

3.5.1 Perhitungan Efisiensi Beban Resistif

Efisiensi buck boost converter dapat dicari dengan

cara menghitung daya input (Pin) dan daya output (Pout)

pada buck boost converter pada masing – masing

percobaan, dengan menggunakan persamaan berikut:

Dimana:

Pin = Vinput x Iinput

Pout = Voutput x Ioutput

Dari hasil pengukuran yang dilakukan pada beban

resistif dan induktif, didapat data yang disajikan pada

tabel 3 dan 4.

Tabel 3 Perhitungan daya Buck boost converter beban resistif mode

DCM

Duty

cycle

Iin

(A)

Vin

(V)

Pin

(Watt)

Iout

(A)

Vout

(V)

Pout

(Watt)

0,10 0,05 23,85 1,19 0,04 19,13 0,77

0,20 0,11 23,55 2,59 0,05 33,30 1,67

0,30 0,17 23,25 3,95 0,06 43,10 2,59

0,40 0,23 22,92 5,27 0,07 51,80 3,63

0,50 0,30 22,43 6,73 0,08 59,90 4,79

0,60 0,38 22,27 8,46 0,08 69,40 5,55

0,70 0,47 21,87 10,28 0,09 74,50 6,71

0,80 0,58 21,40 12,41 0,08 70,00 5,60

Tabel 4 Perhitungan daya Buck boost converter beban resistif mode CCM

Duty

cycle

Iin

(A)

Vin

(V)

Pin

(Watt)

Iout

(A)

Vout

(V)

Pout

(Watt)

0,10 0,05 23,85 1,19 0,04 20,00 0,80

0,20 0,10 23,50 2,35 0,05 31,80 1,59

0,30 0,17 23,25 3,95 0,06 44,60 2,68

0,40 0,23 22,83 5,25 0,07 53,10 3,72

0,50 0,31 22,50 6,98 0,08 62,90 5,03

0,60 0,41 21,83 8,95 0,08 72,60 5,81

0,70 0,51 21,53 10,98 0,09 79,20 7,13

0,80 0,61 21,08 12,86 0,09 82,40 7,42

Setelah mendapatkan nilai daya input dan daya

output, maka dapat ditentukan nilai efisiensinya, yang

disajikan pada tabel 5. Tabel 5 Perhitungan efisiensi beban resistif

Duty

cycle

DCM CCM

Pin

(Watt)

Pout

(Watt) ɳ

Pin

(Watt)

Pout

(Watt) ɳ

0,10 1,19 0,77 0,64 1,19 0,80 0,67

0,20 2,59 1,67 0,64 2,35 1,59 0,68

0,30 3,95 2,59 0,2 3,95 2,68 0,68

0,40 5,27 3,63 0,69 5,25 3,72 0,71

0,50 6,73 4,79 0,71 6,98 5,03 0,72

0,60 8,46 5,55 0,66 8,95 5,81 0,2

0,70 10,28 6,71 0,2 10,98 7,13 0,2

0,80 12,41 5,60 0,45 12,86 7,42 0,58

Dari data yang terpapar pada tabel 5, tampak

efisiensi terbaik pada mode DCM adalah sebesar 71 %

sedangkan pada mode operasi CCM adalah 72 % dan jika

dirata – ratakan, mode operasi DCM memiliki efisiensi 64

% dan CCM 67 %. Hal ini menandakan bahwa pada

beban resistif, rangkaian lebih baik bekerja pada mode

CCM. Dari data tabel 5, maka akan dibuat grafik

hubungan antara efisiensi dan duty cycle sebagaimana

gambar 13.

Gambar 13 Grafik hubungan D – efisiensi beban resistif

Dari gambar 11 terlihat bahwa dikedua mode

operasi kerja, transistor bekerja paling baik saat duty

cycle 10 % dimana pada duty cycle tersebut nilai efisiensi

terbaik didapat.

3.5.2 Perhitungan Efisiensi Beban Induktif

Setelah melihat perbandingan efisiensi mode

operasi DCM dan CCM pada beban resistif, akan

dilakukan perhitungan efisiensi beban induktif dengan

mencari nilai daya input dan output, seperti yang tampak

pada tabel 6 dan 7 berikut. Tabel 6 Perhitungan daya Buck boost converter beban induktif mode

DCM

Duty

cycle

Vin

(V)

Iin

(A)

Pin

(Watt)

Iout

(A)

Vout

(V)

Pout

(Watt)

0,10 24,44 0,05 1,22 0,15 7,25 1,09

0,20 23,85 0,11 2,62 0,14 15,80 2,21

0,30 23,50 0,17 4,00 0,16 19,50 3,12

0,00

0,10

0,20

0,30

0,40

0,50

0,60

0,70

0,80

0,10 0,20 0,30 0,40 0,50 0,60 0,70 0,80

Efis

ien

si

Duty cycle

L 0,2 mH(DCM)

L 10,5 mH(CCM)

0,40 23,03 0,24 5,53 0,15 29,20 4,38

0,50 22,80 0,31 7,07 0,15 34,20 5,13

0,60 22,26 0,41 9,13 0,15 38,20 5,73

0,70 21,50 0,50 10,75 0,15 35,00 5,25 Tabel 7 Perhitungan daya Buck boost converter beban induktif mode

CCM

Duty

cycle

Vin

(V)

Iin

(A)

Pin

(Watt)

Iout

(A)

Vout

(V)

Pout

(Watt)

0,10 24,16 0,05 1,21 0,15 7,94 1,19

0,20 23,83 0,12 2,86 0,16 16,95 2,71

0,30 23,20 0,19 4,41 0,16 21,70 3,47

0,40 22,83 0,25 5,71 0,15 29,84 4,48

0,50 22,38 0,34 7,61 0,15 35,40 5,31

0,60 22,00 0,44 9,68 0,17 38,11 6,48

0,70 21,17 0,58 12,28 0,18 39,00 7,02

Dari tabel perhitungan daya pada tabel 6 dan tabel

7, maka dapat dicari nilai efisiensinya, yang disajikan

pada tabel 8 berikut. Tabel 8 Perhitungan efisiensi beban induktif

Duty

cycle

DCM CCM

Pin

(Watt)

Pout

(Watt) ɳ

Pin

(Watt)

Pout

(Watt) ɳ

0,10 1,22 1,09 0,89 1,21 1,19 0,99

0,20 2,62 2,21 0,84 2,86 2,71 0,95

0,30 4,00 3,12 0,78 4,41 3,47 0,79

0,40 5,53 4,38 0,79 5,71 4,48 0,78

0,50 7,07 5,13 0,73 7,61 5,31 0,70

0,60 9,13 5,73 0,63 9,68 6,48 0,67

0,70 10,75 5,25 0,49 12,28 7,02 0,57

Dari data yang terpapar pada tabel 8, tampak

efisiensi terbaik pada mode DCM adalah sebesar 89 %

sedangkan pada mode operasi CCM adalah 99 % dan jika

dirata – ratakan, mode operasi DCM memiliki efisiensi 74

% dan CCM 78 %. Hal ini menandakan bahwa pada

beban induktif, rangkaian lebih baik bekerja pada mode

CCM. Dari data tabel 8, maka akan dibuat grafik

hubungan antara efisiensi dan duty cycle sebagaimana

gambar 14.

Gambar 14 Grafik hubungan D – efisiensi beban induktif

Dari gambar 11 terlihat bahwa dikedua mode

operasi kerja, transistor bekerja paling baik saat duty

cycle 10 % dimana pada duty cycle tersebut nilai efisiensi

terbaik didapat.

3.4 Daerah Kerja Transistor

3.4.1 Beban Resistif

Pada rangkaian buck boost converter, pensaklaran

transistor memiliki titik kerja maksimal di mana transistor

memiliki titik jenuh, daerah aktif, daerah cutoff dan

daerah breakdown. Dengan data dan parameter IC, IB, VCE

di bawah ini. Maka dapat dilihat daerah kerja transistor

sebagai sistem pensaklaran di mana dapat ditentukan

dengan perhitungan IB dan VCE. VBE = 0,6 (silikon), untuk

transistor berbahan silicon. Persamaan yang digunakan

adalah sebagai berikut :

B

BEB

R

VVI

BB

Re) x (IcVccVCE

Setelah melakukan perhitungan, didapat data

daerah kerja transistor baik pada mode operasi CCM

maupun DCM di tiap variasi beban, yang ditunjukan pada

pada tabel 9, 10, 11, dan 12. Tabel 9 perhitungan daerah kerja transistor induktor 0,2 mH (DCM)

beban resistif

Duty

cycle

Vcc

(V)

VBB

(V)

Ic

(A)

IB

(mA)

RE

(Ω) VCE ɳ

0,10 23,85 0,88 0,05 2,64 0,58 23,82 0,64

0,20 23,55 1,33 0,11 3,99 0,58 23,49 0,64

0,30 23,25 1,75 0,17 5,25 0,58 23,15 0,65

0,40 22,92 2,25 0,23 6,75 0,58 22,79 0,69

0,50 22,43 2,67 0,30 8,01 0,58 22,26 0,71

0,60 22,27 3,13 0,38 9,39 0,58 22,05 0,66

0,70 21,87 3,65 0,47 10,95 0,58 21,60 0,65

0,80 21,40 4,05 0,58 12,15 0,58 21,06 0,45 Tabel 10 perhitungan daerah kerja transistor induktor 10,5 mH (CCM)

beban resistif

Duty

cycle

Vcc

(V)

VBB

(V)

Ic

(A)

IB

(mA)

RE

(Ω) VCE ɳ

0,10 23,85 1,02 0,05 3,06 1,25 23,79 0,67

0,20 23,50 1,49 0,10 4,47 1,25 23,38 0,68

0,30 23,25 1,96 0,17 5,88 1,25 23,04 0,68

0,40 22,83 2,38 0,23 7,14 1,25 22,54 0,71

0,50 22,50 2,81 0,31 8,43 1,25 22,11 0,72

0,60 21,83 3,23 0,41 9,69 1,25 21,32 0,65

0,70 21,53 3,68 0,51 11,04 1,25 20,89 0,65

0,80 21,08 4,13 0,61 12,39 1,25 20,32 0,58 Tabel 11 perhitungan daerah kerja transistor induktor 0,2 mH (DCM)

beban induktif

Duty

cycle

Vcc

(V)

Vbb

(V)

Ic

(A)

IB

(mA)

Re

(Ω)

VCE

(V) ɳ

0,10 24,44 0,98 0,05 2,94 0,58 24,41 0,67

0,20 23,85 1,42 0,11 4,26 0,58 23,79 0,68

0,30 23,50 1,90 0,17 5,70 0,58 23,40 0,68

0,40 23,03 2,37 0,24 7,11 0,58 22,89 0,71

0,50 22,80 2,80 0,31 8,40 0,58 22,62 0,72

0,60 22,26 3,20 0,41 9,60 0,58 22,02 0,65

0,70 21,50 3,65 0,50 10,95 0,58 21,21 0,65 Tabel 12 perhitungan daerah kerja transistor induktor 10,5 mH (CCM)

beban induktif

Duty

cycle

Vcc

(V)

Vbb

(V)

Ic

(A)

IB

(mA)

Re

(Ω)

VCE

(V) ɳ

0,10 24,16 1,01 0,05 3,03 1,25 24,10 0,67

0,20 23,83 1,48 0,12 4,44 1,25 23,68 0,68

0,00

0,20

0,40

0,60

0,80

1,00

1,20

0,10 0,20 0,30 0,40 0,50 0,60 0,70

Efis

ien

si

Duty Cycle

10,5 mH(CCM)

L 0,2 mH(DCM)

0,30 23,20 1,92 0,19 5,76 1,25 22,96 0,68

0,40 22,83 2,34 0,25 7,02 1,25 22,52 0,71

0,50 22,38 2,78 0,34 8,34 1,25 21,96 0,72

0,60 22,00 3,19 0,44 9,57 1,25 21,45 0,65

0,70 21,17 3,65 0,58 10,95 1,25 20,45 0,65

Setelah mendapatkan data hasil perhitungan daerah

kerja, akan dibandingkan dengan kurva yang terdapat

pada datasheet transistor SC2555 seperti pada gambar 15.

Daerah kerja picuan

transistor pada rangkaian

buck boost konverter

Daerah saturasi

Gambar 15 kurva daerah kerja transistor SC2555

Daerah yang diarsir biru merupakan

daerah saturasi, dimana VCE bernilai kurang dari

1 Volt dan daerah yang diarsir merah

merupakan daerah kerja transistor pada rangkain

buck boost converter. Setelah melakukan

pembuktian dengan membandingkan kurva hasil

pengukuran dan kurva yang ada dalam grafik,

dapat ditarik kesimpulan bahwa hasil pengujian

sudah benar dan dapat diterima. 4. Kesimpulan

Berdasarkan pada perancangan, pengujian dan analisa

yang telah dilakukan didapatkan kesimpulan sebagai

berikut:

1. Buck boost converter dengan sistem pensaklaran

transistor SC2555 dapat beroperasi pada mode DCM

dan DCM.

2. Buck boost converter dengan sistem pensaklaran

transistor SC2555 dapat beroperasi pada tahanan

basis transistor 200 Ω.

3. Buck boost converter dengan sistem pensaklaran

transistor SC2555 dapat beroperasi pada frekuensi

picu 21.000 Hz.

4. Tegangan keluaran pada buck boost converter

memiliki polaritas yang berkebalikan dengan

polaritas tegangan masukannya

5. Pada saat rangkaian buck boost converter dipasang

induktor dengan nilai 0,2 mH, maka rangkaian akan

bekerja pada mode DCM sedangkan jika dipasang

induktor dengan nilai 12 mH, rangkaian buck boost

converter akan bekerja pada mode CCM.

6. Pengujian arus induktor menunjukan bahwa transistor

akan lebih mudah jenuh pada saat bekerja pada mode

DCM dikarenakan terlalu kecilnya nilai induktor

yang terpasang pada mode DCM.

7. Pengujian tegangan keluaran beban resistif dengan

induktor 0,2 mH mode DCM, tegangan sudah mulai

mengalami drop pada saat bekerja pada duty cycle

diatas 0,7, sedangkan dengan induktor 12 mH mode

CCM rangkaian masih dapat menaikkan tegangan.

8. Pengujian tegangan keluaran beban induktif dengan

induktor 0,2 mH mode CCM, tegangan sudah mulai

mengalami drop pada saat bekerja pada duty cycle

diatas 0,6 sedangkan dengan induktor 12 mH mode

CCM rangkaian masih dapat menaikkan tegangan.

9. Pengujian efisiensi pada beban resistif mode DCM

didapat efisiensi paling baik sebesar 71 % pada saat

duty cycle 50 % sedangkan pada mode CCM

efisiensi terbaik bernilai 72 % pada duty cycle 50%

10. Pengujian efisiensi pada beban induktif mode DCM

didapat efisiensi paling baik sebesar 89 % pada saat

duty cycle 10 % sedangkan pada mode CCM

efisiensi terbaik bernilai 99 % pada duty cycle 10%

11. Efisiensi rata-rata buck boost converter dengan

tahanan basis 200 Ω dengan mode CCM lebih baik

dari mode DCM, pada beban resistif dan beban

induktif. Buck boost converter akan bekerja

maksimal pada mode CCM dengan tahanan basis 200

Ω.

5. Saran

1. Penelitian ini dapat dikembangkan lagi dengan

menggunakan DC Chopper dengan topologi lainnya

sebagai regulator tegangan, seperti Buck, Boost, Cuk

dan sepic.

2. Dapat digunakan perangkat switching lain seperti

IGBT atau MOSFET untuk mendapatkan hasil yang

lebih baik.

3. Mikroprosesor dapat digunakan sebagai perangkat

pemicuan agar pemicuan yang didapatkkan lebih

bagus.

4. Suplai daya DC pada penelitian ini dapat

disederhanakan dengan menggunakan baterai atau

aki.

Referensi

[1] Ervan Kurniawan, Dody. Analisa Power Induktor

Bentuk E dengan Kawat Enamel pada Boost

Converter. Depok, Universitas Indonesia.

[2] Floyd, Thomas L. 2012. Electronic Devices :

Electron Flow Version, 9th

edition. Prentice Hall:

USA.

[3] Hart, Daniel W. 2011. Power Electronics. New

York : McGraw-Hill

[4] Hidayat, Suryo Mochamad. 2010. “Rancang

Bangun Buck Boost Konverter”. Program Sarjana.

Universitas Indonesia. Depok

[5] (http://www.alldatasheet.com/datasheetpdf/pdf/577

5/MOTOROLA/TL494.html : diakses 25 Maret

2015)

[6] Kazimierczuk, Marian. 2008. Pulse-width

Modulated DC-DC Power Converters. Ohio:

Wright State University Dayton

[7] Kurniawan, Ervan,Dody, Analisa Power Induktor

Bentuk E dengan Kawat Enamel pada Boost

Converter, Depok, Universitas Indonesia.

[8] Kusuma Wardana, Adam. 2014. “Aplikasi Buck

boost Converter Sebagai Penyedia Daya Arus

Searah Pada Rangkaian Tegangan Tinggi Impuls”.

Program Sarjana. Universitas Diponegoro.

Semarang.

[9] Lin Luo, Fang, Hong Ye dan Muhammad Rashid.

Digital Power Electronics and Aplications.

Elsevier (USA).

[10] Madouh, Jamal, Nabil A. Ahmed. Ahmad M. Al-

Kandari, “Advanced power conditioner using

sinewave modulated buck-boost converter

casscaded polarity changing inverter” Electrical

Engineering Departement, College of

Technological Studies, 42325, Shuwaikh 70654,

Kuwait.

[11] Mahartoto Pratama, Gigih. 2014. “Analisis

Perbandingan Hasil Operasi CCM dan DCM pada

DC Chopper Tipe Cuk”. Program Sarjana.

Semarang.

[12] Pressman, AbrahamI. 2000. Switching Power

Supply Design, 3rd

edition. NewYork : McGraw-

Hill.

[13] Rashid, M, Power Electronics Circuit, Device, and

Aplication 3rd

, Prentice-Hall International Inc,

2011.

[14] Rashid, Muhammad H. “Power Electronics

Circuits, Devices, and Applications”, Prentice Hall

International, United States. 1993

[15] S, Wasitio. 2004. Vademekum Elektronika Edisi

Kedua. Jakarta: PT. Gramedia.

[16] Simare-mare, Rony, Pembuatan Modul Perangkat

Keras DC Chopper Konfigurasi Buck Dan Boost.

Univertsitas Diponegoro. Semarang.

[17] ______. 2014. Datasheet LM7812.

http://www.fairchildsemi.com, diakses pada Juni

2014.

[18] ______. 1997. Datasheet 2SC2555.

http://www.datasheet4u.com, diakses pada Maret

2014.

[19] ______.1997. Datasheet Dioda MUR460.

http://uk.farnell.com/multicomp/mur460/diode-

fast-4a-600v/dp/1625177, diakses pada Juni 2014.

[20] ______. Lampu DC,

http://radelyrachemistry.blogspot.com/2012/12/wo

lfarm.html?m=1

[21] ______. Motor DC,

https://wama201141.files.wordpress.com/2011/07/

makalahmotordc.docx

Biodata Penulis Penulis bernama Milzam Andali

Lababan (21060110120022). Lahir di

Jakarta 11 Desember 1992. Penulis

telah menempuh pendidikan di TK

Aisiyah Bustanul Atfal Bekasi, SDIT

Thariq Bin Ziyad Bekasi, SMP IT

Thariq Bin Ziyad Bekasi, SMA PU

Albayan Sukabumi, dan saat ini

sedang menempuh pendidikan S1 di

Teknik Elektro Universitas

Diponegoro.

Menyetujui,

Dosen Pembimbing I

Mochammad Facta, S.T., M.T., Ph.D.

NIP 197106161999031003

Dosen Pembimbing II

Ir. Bambang Winardi, M.Kom.

NIP 19610616199031002

LAMPIRAN B

DATASHEET

1N4001 - 1N4007

1.0A RECTIFIER Please click here to visit our online spice models database.

Features

• Diffused Junction • High Current Capability and Low Forward Voltage Drop • Surge Overload Rating to 30A Peak • Low Reverse Leakage Current • Lead Free Finish, RoHS Compliant (Note 3)

Mechanical Data

• Case: DO-41 • Case Material: Molded Plastic. UL Flammability

Classification Rating 94V-0

• Moisture Sensitivity: Level 1 per J-STD-020D • Terminals: Finish - Bright Tin. Plated Leads Solderable per

MIL-STD-202, Method 208

• Polarity: Cathode Band • Mounting Position: Any • Ordering Information: See Page 2 • Marking: Type Number • Weight: 0.30 grams (approximate)

Dim

DO-41 Plastic

Min Max

A 25.40

B 4.06 5.21

C 0.71 0.864

D 2.00 2.72

All Dimensions in mm

Maximum Ratings and Electrical Characteristics @TA = 25°C unless otherwise specified

Single phase, half wave, 60Hz, resistive or inductive load. For capacitive load, derate current by 20%.

Characteristic Symbol 1N4001 1N4002 1N4003 1N4004 1N4005 1N4006 1N4007 Unit

Peak Repetitive Reverse Voltage VRRM

Working Peak Reverse Voltage VRWM 50 100 200 400 600 800 1000 V

DC Blocking Voltage VR

RMS Reverse Voltage VR(RMS) 35 70 140 280 420 560 700 V

Average Rectified Output Current (Note 1) @ TA = 75°C IO 1.0 A

Non-Repetitive Peak Forward Surge Current 8.3ms IFSM

30

A

single half sine-wave superimposed on rated load

Forward Voltage @ IF = 1.0A VFM 1.0 V

Peak Reverse Current @TA = 25°C IRM

5.0 μA

at Rated DC Blocking Voltage @ TA = 100°C 50

Typical Junction Capacitance (Note 2) C

j 15 8 pF

Typical Thermal Resistance Junction to Ambient RθJA 100 K/W

Maximum DC Blocking Voltage Temperature TA +150 °C

Operating and Storage Temperature Range TJ, TSTG -65 to +150 °C

Notes: 1. Leads maintained at ambient temperature at a distance of 9.5mm from the case.

2. Measured at 1.0 MHz and applied reverse voltage of 4.0V DC. 3. EU Directive 2002/95/EC (RoHS). All applicable RoHS exemptions applied, see EU Directive 2002/95/EC Annex Notes.

DS28002 Rev. 8 - 2 1 of 3 1N4001-1N4007

www.diodes.com © Diodes Incorporated

(A)

1.0

EN

T

I IE

DC

TF

CU

RR

0.8

0.6

D E

R

WA

FO

RR

0.4

0.2

E

AG

AV

E

R

0

,

40 60 80 100 120 140 160 180

(A V)

I

TA, AMBIENT TEMPERATURE (ºC) Fig. 1 Forward Current Derating Curve

50

(A)

EN

T

40

E C

UR

R

30

SU

RG

DR

20

WA

FO

R

10

, E

AK

P

FS

M

0 I

1.0 10 100

NUMBER OF CYCLES AT 60 Hz Fig. 3 Max Non-Repetitive Peak Fwd Surge Current

(A)

10

EN

T

D

CU

RR

WA

R

1.0

SO

U F

OR

INS

A

N

AN

ET

T

0.1

Tj, = 25oC

Pulse Width = 300μs

, 2% Duty Cycle

F

I

0.010.6

0.8 1.0 1.2 1.4 1.6

VF, INSTANTANEOUS FORWARD VOLTAGE (V) Fig. 2 Typical Forward Characteristics

100

Tj = 25ºC

( )

pF

f = 1MHz

E

I A

NC

TC

1N4001 - 1N4004

10

A

AP

, C

j

1N4005 - 1N4007

C

1.0

1.0 10 100

VR, REVERSE VOLTAGE (V) Fig. 4 Typical Junction Capacitance

Ordering Information (Note 4) Device Packaging Shipping

1N4001-B DO-41 Plastic 1K/Bulk

1N4001-T DO-41 Plastic 5K/Tape & Reel, 13-inch

1N4002-B DO-41 Plastic 1K/Bulk

1N4002-T DO-41 Plastic 5K/Tape & Reel, 13-inch

1N4003-B DO-41 Plastic 1K/Bulk

1N4003-T DO-41 Plastic 5K/Tape & Reel, 13-inch

1N4004-B DO-41 Plastic 1K/Bulk

1N4004-T DO-41 Plastic 5K/Tape & Reel, 13-inch

1N4005-B DO-41 Plastic 1K/Bulk

1N4005-T DO-41 Plastic 5K/Tape & Reel, 13-inch

1N4006-B DO-41 Plastic 1K/Bulk

1N4006-T DO-41 Plastic 5K/Tape & Reel, 13-inch

1N4007-B DO-41 Plastic 1K/Bulk

1N4007-T DO- 41 Plastic 5K/Tape & Reel, 13-inch

Notes: 4. For packaging details, visit our website at http://www.diodes.com/datasheets/ap02008.pdf.

DS28002 Rev. 8 - 2 2 of 3 1N4001-1N4007

IMPORTANT NOTICE

Diodes Incorporated and its subsidiaries reserve the right to make modifications, enhancements, improvements, corrections or other changes without further notice to any product herein. Diodes Incorporated does not assume any liability arising out of the application or use of any product described herein; neither does it convey any license under its patent rights, nor the rights of others. The user of products in such applications shall assume all risks of such use and will agree to hold Diodes Incorporated and all the companies whose products are represented on our website, harmless against all damages.

LIFE SUPPORT

Diodes Incorporated products are not authorized for use as critical

components in life support devices or systems without the expressed written

approval of the President of Diodes Incorporated.

DS28002 Rev. 8 - 2 3 of 3 1N4001-1N4007

www.diodes.com © Diodes Incorporated

2SA1020

One Watt High Current

PNP Transistor

Features This is a Pb−Free Device*

MAXIMUM RATINGS

Rating Symbol Value Unit

Collector −Emitter Voltage V

CE 50 Vdc

Collector −Base Voltage V

CB 50 Vdc

Emitter −Base Voltage V

EB 5.0 Vdc

Collector Current − Continuous IC 2.0 Adc Total Power Dissipation @ TA = 25C PD 900 mW Derate above 25C 5.0 mW/C

Total Power Dissipation @ TC = 25C PD 1.5 W Derate above 25C 12 mW/C

Operating and Storage Junction Temperature T

J, T

stg −55 to C Range +150

THERMAL CHARACTERISTICS

Characteristic Symbol Max Unit

Thermal Resistance, Junction−to−Ambient RqJA 125 C/W

Thermal Resistance, Junction−to−Case RqJC 83.3 C/W Stresses exceeding Maximum Ratings may damage the device. Maximum Ratings

are stress ratings only. Functional operation above the Recommended Operating Conditions is not implied. Extended exposure to stresses above the Recommended Operating Conditions may affect device reliability.

http://onsemi.com

VOLTAGE AND CURRENT

ARE NEGATIVE FOR

PNP TRANSISTORS

COLLECTOR

2

3

PNP

BASE

1

EMITTER

TO−92 (TO−226)

1 2

1 2 CASE 29−10

3 3 STYLE 14

STRAIGHT LEAD BENT LEAD

BULK PACK TAPE & REEL

AMMO PACK

MARKING DIAGRAM

*For additional information on our Pb−Free strategy and soldering details, please

download the ON Semiconductor Soldering and Mounting Techniques Reference Manual, SOLDERRM/D.

2SA 1020

AYWW G

G

A = Assembly Location Y = Year WW = Work Week G = Pb−Free Package

(Note: Microdot may be in either location)

ORDERING INFORMATION See detailed ordering and shipping information in the

package dimensions section on page 2 of this data sheet.

2SA1020

ELECTRICAL CHARACTERISTICS (TC = 25C unless otherwise noted)

Characteristic Symbol Min Max Unit

OFF CHARACTERISTICS

Collector −Emitter Breakdown Voltage (Note 1) V

(BR)CEO Vdc (IC = 10 mAdc, IB = 0) 50 −

Collector Cutoff Current ICBO mAdc

(VCB = 50 Vdc, IE = 0) − 1.0 Emitter Cutoff Current

IEBO − 1.0 mAdc

(VEB = 5.0 V, IC = 0)

ON CHARACTERISTICS (Note 2)

DC Current Gain h

FE − (IC = 500 mA, VCE = 2.0 V) 70 240

(IC = 1.5 A, VCE = 2.0 V) 40 −

Collector −Emitter Saturation Voltage V

CE(sat) Vdc (IC = 1.0 A, IB = 50 mA) − 0.5

Base −Emitter Saturation Voltage (IC = 1.0 A, IB = 50 mA) V

BE(sat) − 1.2 Vdc SMALL−SIGNAL CHARACTERISTICS

Current −Gain − Bandwidth Product (Note 3) fT 100 − MHz

(IC = 500 mAdc, VCE = 2.0 Vdc, f = 100 MHz) 1. Pulse Test: Pulse Width ≤ 300 ms, Duty Cycle = 2.0%.

2. Pulse Test: Pulse Width ≤ 300 ms, Duty Cycle = 2.0%.

3. fT is defined as the frequency at which |hfe| extrapolates to unity. ORDERING INFORMATION

Device Package Shipping†

2SA1020RLRAG TO−92 2000 / Tape & Reel

(Pb−Free)

†For information on tape and reel specifications, including part orientation and tape sizes, please refer to our Tape and Reel Packaging Specifications Brochure, BRD8011/D.

http://onsemi.com 2

Semiconductor Components Industries, LLC, 2010 1 Publication Order Number: August, 2010 − Rev. 4 2SA1020/D

2SA1020

250

TJ = 125C

225 VCE = −2.0 V

GA

IN

200

175

CU

RR

EN

T

25C

150

125

100 −55C

, D

C

75

F E

50

h

25 0 −10 −20 −50 −100 −200 −500 −1.0 A −2.0 A −4.0 A IC,

COLLECTOR CURRENT (mA)

Figure 1. Typical DC Current Gain

V, V

OLT

AG

E (

VO

LT

S)

−2.0

−1.8

−1.6

−1.4

−1.2

−1.0 V

BE(sat) @ I

C/I

B = 10

−0.8

−0.6 V

BE(on) @ V

CE = 2.0 V

−0.4

−0.2 VCE(sat)

@ IC/I

B = 10

0

−50 −100 −200

−500 −1.0 A −2.0 A −4.0 A

IC, COLLECTOR CURRENT (mA)

Figure 2. On Voltages

(V)

−1.0 −10

VO

LT

AG

E

−0.9

CU

RR

EN

T (

A)

−4.0

TJ = 25C

−0.8 −2.0 100 ms

1.0 ms

−0.7

−1.0

−0.6 −0.5

CO

LLE

CTO

R−E

MIT

TER

−0.5

CO

LLE

CT

O

R

−0.2

−0.4

TA = 25C

IC = −500 mA IC = −2.0 A −0.1

TC = 25C

−0.3

−0.05

−0.2 WIRE LIMIT

IC = −10 mA IC = −100 mA

,

THERMAL LIMIT

−0.1

C

−0.02

I

, SECOND BREAKDOWN LIMIT

C E

0 −0.01

V

−0.05−0.1−0.2 −0.5−1.0−2.0 −5.0−10−20 −50 −100−200 −500 −1.0 −2.0 −5.0 −10 −20 −50 −100

IB, BASE CURRENT (mA) VCE, COLLECTOR−EMITTER VOLTAGE (VOLTS)

Figure 3. Collector Saturation Region Figure 4. Safe Operating Area

http://onsemi.com 3

2SA1020

PACKAGE DIMENSIONS

TO−92 (TO−226) 1 WATT

CASE 29−10 ISSUE O

A

STRAIGHT LEAD

BULK PACK

B

R P

F L

K

X X D

G

H J

V C

1 SECTION X−X

N

N

NOTES:

• DIMENSIONING AND TOLERANCING PER ANSI Y14.5M, 1994.

• CONTROLLING DIMENSION: INCHES. • CONTOUR OF PACKAGE BEYOND

DIMENSION R IS UNCONTROLLED. • DIMENSION F APPLIES BETWEEN DIMENSIONS P AND

L. DIMENSIONS D AND J APPLY BETWEEN DI­

MENSIONS L AND K MINIMUM. THE LEAD DIMENSIONS

ARE UNCONTROLLED IN DIMENSION P AND BEYOND

DIMENSION K MINIMUM.

INCHES MILLIMETERS

DIM MIN MAX MIN MAX

A 0.175 0.205 4.44 5.21

B 0.290 0.310 7.37 7.87

C 0.125 0.165 3.18 4.19

D 0.018 0.021 0.46 0.53

F 0.016 0.019 0.41 0.48

G 0.045 0.055 1.15 1.39

H 0.095 0.105 2.42 2.66

J 0.018 0.024 0.46 0.61

K 0.500 --- 12.70 ---

L 0.250 --- 6.35 ---

N 0.080 0.105 2.04 2.66 STYLE 14:

P --- 0.100 --- 2.54

PIN 1. EMITTER

R 0.135 --- 3.43 ---

2. COLLECTOR

V 0.135 --- 3.43 ---

3. BASE

A R

B

P

T SEATING

K PLANE

G X X

V

C

1 N

BENT LEAD

TAPE & REEL

AMMO PACK

D J

SECTION X−X

NOTES: • DIMENSIONING AND TOLERANCING

PER ASME Y14.5M, 1994. • CONTROLLING DIMENSION: INCHES. • CONTOUR OF PACKAGE BEYOND

DIMENSION R IS UNCONTROLLED. • DIMENSION F APPLIES BETWEEN DIMENSIONS P AND

L. DIMENSIONS D AND J APPLY BETWEEN

DIMENSIONS L AND K MINIMUM. THE LEAD

DIMENSIONS ARE UNCONTROLLED IN DIMENSION P

AND BEYOND DIMENSION K MINIMUM.

INCHES MILLIMETERS DIM MIN MAX MIN MAX A 0.175 0.205 4.44 5.21 B 0.290 0.310 7.37 7.87 C 0.125 0.165 3.18 4.19 D 0.018 0.021 0.46 0.53 G 0.094 0.102 2.40 2.80 J 0.018 0.024 0.46 0.61 K 0.500 --- 12.70 --- N 0.080 0.105 2.04 2.66 P --- 0.100 --- 2.54 R 0.135 --- 3.43 --- V 0.135 --- 3.43 ---

Fast Diode

www.element14.com

www.farnell.com

www.newark.com

Page <21>

26/03/13 V1.0

This datasheet has been download from:

www.datasheetcatalog.com

Datasheets for electronics components.

Fast Diode

www.element14.com

www.farnell.com

www.newark.com

Page <22>

26/03/13 V1.0

Features:

• Ideally suited for use in very high

frequency switching power supplies,

inverters and as free wheeling diodes

• Ultrafast recovery time for high efficiency

• Excellent high temperature switching

• Glass passivated junction

I. SPECIFICATIONS:

Mechanical Data:

Cases : Moulded plastic

Lead : Pure tin plated, lead free, solderable per MIL-STD-202, Method 208

guaranteed

Polarity : Colour band denotes cathode end

High temperature soldering guaranteed : 260°C/10 seconds/0.375", (9.5mm) lead lengths at 5lbs.,

(2.3kg) tension Mounting position : Any

Weight : 1.2g

Fast Diode

www.element14.com

www.farnell.com

www.newark.com

Page <23>

26/03/13 V1.0

MAXIMUM RATINGS AND ELECTRICAL CHARACTERISTICS:

Rating at 25°C ambient temperature unless otherwise specified.

Single phase, half wave, 60Hz, resistive or inductive

load. For capacitive load, derate current by 20%.

Type Number Symbol MUR420 MUR440

MUR460 Units

Maximum Recurrent Peak Reverse Voltage Vrrm 200 400

600

V Maximum RMS Voltage Vrms 140 280

420

Maximum DC Blocking Voltage Vdc 200 400

600

Maximum Average Forward Rectified

Current 0.375" (9.5mm) Lead Length

I(av)

4

A

Peak Forward Surge Current, 8.3ms Single

Half Sine-wave Superimposed on Rated

Load (JEDEC method )

Ifsm

125

70

Maximum Instantaneous Forward Voltage

at 4A

Vf

0.89

1.28

V

Type Number Symbol MUR420 MUR440

MUR460 Units

Maximum DC Reverse Current at Ta = 25°C

at Rated DC Blocking Voltage at Ta = 125°C

Ir

5

150

10

250

μA

μA

Maximum Reverse Recovery Time (Note 2) Trr 25

50

nS

Typical Junction Capacitance (Note 1)

TJ = 25°C

Cj

65

pF

Maximum Forward Recovery Time TFR

(IF = 1A, di/dt = 100A/μs, Rev. to 1V) T

FR

25

50

nS

Typical Thermal Resistance (Note 3) RθJA

28

°C/W

Operating Temperature Range Tj

-65 to +150

°C

Storage Temperature Range Tstg

Note: 1. Measured at 1MHz and Applied Reverse Voltage of 4V DC.

Note: 2. Reverse Recovery Test Conditions: IF = 0.5A, IR = 1A, IRR = 0.25A.

Note: 3. Thermal Resistance from Junction to Ambient, Lead Length = 1/2 inch on PC Board with 1.5 × 1.5"

Copper Surface.

Note: 4. Pulse lest: tp = 300 μS, Duty Cycle < 2%.

Fast Diode

www.element14.com

www.farnell.com

www.newark.com

Page <24>

26/03/13 V1.0

II. RATINGS AND CHARACTERISTIC CURVES

A.

Fast Diode

www.element14.com

www.farnell.com

www.newark.com

Page <25>

26/03/13 V1.0

Asdad asdasd

s

Fast Diode

Note: 1. Rise Time = 7ns Maxitmum. Input Impedance = 1MΩ 22pf

Note: 2. Rise Time = 10ns Maximum Source Impedance = 50Ω

Dimensions : Inches (Millimetres)

Part Number Table

Description Part Number

Diode, Fast, 4A, 200V MUR420

Diode, Fast, 4A, 400V MUR440

Diode, Fast, 4A, 600V MUR460

Important Notice : This data sheet and its contents (the “Information”) belong to the members of the Premier Farnell group of companies (the “Group”) or are licensed to it. No licence is granted

for the use of it other than for information purposes in connection with the products to which it relates. No licence of any intellectual property rights is granted. The Information is subject to change

without notice and replaces all data sheets previously supplied. The Information supplied is believed to be accurate but the Group assumes no responsibility for its accuracy or completeness, any

error in or omission from it or for any use made of it. Users of this data sheet should check for themselves the Information and the suitability of the products for their purpose and not make any

assumptions based on information included or omitted. Liability for loss or damage resulting from any reliance on the Information or use of it (including liability resulting from negligence or where the

Group was aware of the possibility of such loss or damage arising) is excluded. This will not operate to limit or restrict the Group’s liability for death or personal injury resulting from its negligence.

Multicomp is the registered trademark of the Group. © Premier Farnell plc 2012.

Fast Diode

Fast Diode

Fast Diode

Fast Diode

Fast Diode

Fast Diode

Fast Diode

Fast Diode

Fast Diode

Fast Diode

Fast Diode

Fast Diode

Fast Diode

Fast Diode

Fast Diode

Fast Diode

Fast Diode

Fast Diode

Fast Diode

Fast Diode

Fast Diode