Proposal Praktikum Elka Inds DC-DC Converter (1)

8/10/2019 Proposal Praktikum Elka Inds DC-DC Converter (1)

1/20

Praktikum 9. Buck Converter

Tujuan :

1. Mengetahui cara kerja step-up DC-DC Converter

2. Mengetahui konsep continuous (CCM) and discontinuous current

mode (DCM)

3. Mengetahui bentuk arus yang mengair didaam induktor

!. Mengetahui hubungan antara tegangan input" tegangan aoutput

dan #$M

Dasar Teori

%uck Converter ber&ungsi untuk mengubah tegangan input menjadi

tegangan output yang ebih rendah. 'onverter ini juga dikena

dengan istiah step don converter.

ambar *.* +angkaian buck converter

,ransistor akan ber&ungsi sebagai sitch" yang kondisi on dan

o&&nya tergantung dari sinya trigger puse idth moduation

(#$M)" yang beroperasi pada &rekuensi tinggi.

Analisis RangkaianDaam anaisis rangkaian ini" sitching yang terjadi pada sitch

transistor dan diode dianggap idea ( vot). 'emudian ada dua

kondisi untuk anaisis yaitu adaah kondisi pada saat transistor

/0 dan pada saat transistor /.


2/20

ambar *.* +angkaian pengganti buck converter

(a) transistor /0

(b) transistor /

eama transistor /0" maka rangkaian pengganti dari buck

converter adaah sebagaimana daam gambar *.* (a). Dari rangkaian

tersebut didapatkan tegangan diode D akan sama dengan

in.ehingga dari persamaan ini didapatkan

outLD VVV +=

outinLoutLin VVVVVV =+=

ehingga arus yang mengair daam induktor akan naik secara

inier" yang besarnya tergantung dari ama menutupnya transistor

(ton).

onoutinLtoutini

t

i

L tVVLIdVVLdd

d

LV )(1

)(1

===

4ama tonadaah sama dengan duty cyce dikaikan periode geombang

(D,). ehingga rumus diatas bisa dituiskan daam bentuk

persamaan yang ain.


3/20

DTVVL

IoutinL

)(1

=

eama transistor /" maka rangkaian pengganti dari buck

converter adaah sebagaimana daam gambar *.* (b). Dari rangkaian

tersebut didapatkan tegangan diode D akan sama dengan

no.ehingga dari persamaan ini didapatkan

outLD VVV +=

ehingga arus yang mengair daam induktor akan turun secara

inier" yang besarnya tergantung dari ama membuka transistor (,-

ton).

))((1

onoutLt

out

i

t

i

outL tTV

LId

L

Vd

d

dLVV ====

4ama (,-ton) adaah sama dengan 1 dikurangi duty cyce dikaikan

periode geombang (1-D),. ehingga rumus diatas bisa dituiskan

daam bentuk persamaan yang ain.

TDVL

IoutL )1()(

1=


4/20

ambar *.* ,egangan dan arus pada buck converter

Dari dua persamaan diatas" yaitu pers. 1 dan pers. 3 pada saat

kondisi steady state" yaitu ILarus naik dan ILarus turun5

))((1

&)(1

onoutLonoutinL tTVL

ItVVL

I ==

Dari persamaan tersebut jika arus naik dan arus turun dijumahkan

akan sama dengan no" sehingga didapatkan persamaan dibaah ini.

inon

inout VDT

tVV ==

Perhitungan nilai induktor L


5/20

Menentukan niai 4 sangat berkaitan erat dengan mode arus didaam

poer suppy. ,erdapat dua macam mode arus didaam poer suppy

yaitu continuous current mode (CCM) dan discontinuous current

mode (DCM).

ambar *.* (a) CCM untuk niai 4 yang besar

(b) CCM untuk niai 4 yang sedang

(c) CCM kritis untuk niai 4 yang keci (4kritis)

6ntuk menentukan baha arus induktor ada di CCM" maka dapat

diperoah dengan cara menentukan niai 4kritis. 'emudian denganmendisain niai 4 diatas niai 4kritis akan didapatkan arus

induktor ada di CCM. Dengan kata ain pemiihan induktor 4 sangat

mempengaruhi niai IL. emakin besar 4" maka IL akan semakin

keci" demikian juga sebaiknya (7rtinya 4 minimum akan diperoeh

daam kondisi ILma*imum). edangkan ILma*imum diperoeh pada


6/20

aktu CCM kritis. 'esimpuan yang dapat diambi adaah untuk

menentukan mode poer suppy ada di CCM" maka induktor 4 harus

didisain diatas niai minimumnya. 0iai 4 minimum yang digunakan

adaah niai 4kritis.

0iai ILma*imum terjadi jika IL8 2Iinpada saat tegangan input

minimum. 7kan tetapi pada kondisi ini osses sitching transistor

adaah yang paing tinggi. Demikian juga dengan &aktor &rekuensi"

semakin besar &rekuensi kerja yang dipiih" niai induktor 4 akan

semakin keci" akan tetapi osses dari sitching transistor akan

semakin tinggi.

ambar *.* (a) DCM untuk niai 4 ebih keci dari 4kritis

6ntuk niai 4 minimum CCM adaah didapat sebagai berikut

inon

inout VDT

tVV ==

Disubstitusikan kedaam

DTVVL

IoutinL

)(1 =

ehingga didapatkan baha untuk 4 minimum

fV

VVV

IL

in

out

outin

L

)(1

min

=


7/20

9ika niai yang dipiih untuk sebuah induktor adaah dibaah

niai 4 minimum" maka mode poer suppy akan bekerja di mode DCM"

sebagaimana terdapat daam gambar *.*

Alat Yang diutuhkan

1. /sciiscope

2. #oer uppy 12 ot DC

3. 7/ meter

4. ariabe +esistor 27mp" 1k

Prosedure !erja

,ahapan kerja adaah sebagai berikut5

1. Membuat rangkaian seperti gambar (a) dibaah ini

2. Mengatur in 8 12 DC Cin 8 !:u +s1 8 "

+s2 8 .2; 4 8 1m< D 8 ;=

rek 8 ; k 4oad 8 12

3. ambarah arus induktor" tegangan sitch" dan tegangan

output!. 6angi dengan D 8 2=" !=" ?= dan @=

;. antiah niai induktor dengan 4 8 ?u< dan 3u


8/20

ambar (a)

ambar (b)


9/20

Praktikum "#. Boost Converter

Tujuan :

1. Mengetahui cara kerja step-up DC-DC Converter


mode (DCM)


!. Mengetahui hubungan antara tegangan input" tegangan aoutput

dan #$M

Dasar Teori

%oost converter ber&ungsi mengkonversikan tegangan input

menjadi tegangan yang ebih tinggi disisi output. Converter ini

juga biasa disebut sebagai step-up converter.

Converter ini biasa dipakai oeh suatu aat yang memerukan

tegangan yang ebih tinggi dari pada supainya (misa baterai).

ambar *.* +angkaian boost converter

Analisis Rangkaian

Daam anaisis rangkaian ini" sitching yang terjadi pada sitch

transistor dan diode dianggap idea ( vot). 'emudian ada duakondisi untuk anaisis yaitu adaah kondisi pada saat transistor

/0 dan pada saat transistor /.


10/20

ambar *.* +angkaian pengganti boost converter

(c) transistor /0

(d) transistor /

eama transistor /0" maka rangkaian pengganti dari boost

converter adaah sebagaimana daam gambar *.*. Dari gambar

tesebut dapat dijeaskan baha tegangan drop di induktor sama

dengan tegangan tegangan input.

Lin VV =



(ton).

oninLtLi

t

i

L tV

LIdV

Ld

d

dLV

11=== ...(1)



persamaan yang ain.

DTVL

I inL )(1

=

eama transistor /" maka rangkaian pengganti dari boost



11/20

tersebut dapat dijeaskan baha tegangan drop induktor sama

dengan penjumahan tegangan input dan tegangan output.

Linout VVV = ...(2)


inier" yang besarnya tergantung dari ama membukanya transistor

(toff). Dimana toff= T - ton.

)()(11

oninoutLtLi

t

i

L tTVV

LIdV

Ld

d

dLV === ...(3)

4ama (T-ton) adaah sama dengan 1 dikurangi duty cyce dikaikan

periode geombang (1-D)T. ehingga rumus diatas bisa dituiskan


TDVVL

IinoutL

)1()(1

=


12/20

ambar *.* ,egangan dan arus bosst converter



)()(1

&1

oninoutLoninL tTVVL

ItVL

I ==



)1( D

V

tT

TVV in

on

inout

=

= ...(!)


13/20

Dari persamaan diatas" dengan mengubah variasi niai ton8 A ,"

maka niai Voutseau sama atau ebih besar daripada Vin.


#ersamaan trans&er energi secara umum adaah energi input sama

dengan energi output" jika semua sistem dianggap idea dan tidak

ada osses.

out

in

out

inoutoutinin I

V

VIIVIV == ...(;)

#emiihan induktor 4 sangat mempengaruhi niai IL. emakin besar

4" maka ILakan semakin keci" demikian juga sebaiknya (7rtinya

4 minimum akan diperoeh daam kondisi IL ma*imum). Dari sini

dapat digambarkan baha niai 4 terkeci dapat dipiih ketika IL

8 2Iinpada saat tegangan input minimum. 7kan tetapi pada kondisi

ini osses sitching transistor adaah yang paing tinggi.

Demikian juga dengan &aktor &rekuensi" semakin besar &rekuensi

kerja yang dipiih" niai induktor 4 akan semakin keci" akan

tetapi osses dari sitching transistor akan semakin tinggi.

Maka perhitungan niai minimum induktor adaah dengan memasukkan

pers. ! ke daam pers. 3" sehingga diperoeh untuk 4 minimum

fV

VVV

IL

out

ininout

L

1)(

1min

= ...(?)

Alat Yang diutuhkan

1. /sciiscope


3. 7/ meter



14/20

Prosedure !erja



2. Mengatur in 8 12 DC Cin 8 !:u +s1 8 .2;"

+s2 8 . 4 8 1"2m< D 8 ;=

rek 8 ; k 4oad 8 3? Cout 8 !:u


output

!. 6angi dengan D 8 2=" !=" ?= dan @=

;. antiah niai induktor dengan 4 8 @u< dan !u


15/20

Praktikum "". Buck$Boost Converter

Tujuan :

1. Mengetahui cara kerja step-updon DC-DC Converter


mode (DCM)


4. Mengetahui hubungan antara tegangan input" tegangan output

dan #$M

Dasar Teori

%uck %oost Converter ber&ungsi mengkonversi tegangan input

menjadi ebih keci atau menjadi ebih besar disisi output.

Converter ini merupakan kombinasi antara buck converter dan boost

converter.

ambar *.* +angkaian buck boost converter


16/20

Analisis Rangkaian

ambar *.* +angkaian pengganti buck boost converter

(a) transistor /0

(b) transistor /

eama transistor /0" maka rangkaian pengganti dari buck boost


tesebut dapat dijeaskan baha tegangan drop di induktor sama

dengan tegangan tegangan input.

Lin VV =



(ton).

oninLtLi

t

i

L tV

LIdV

Ld

d

dLV

11=== ...(1)



persamaan yang ain.

DTVL

IinL

)(1

=


17/20

eama transistor /" maka rangkaian pengganti dari buck boost


tersebut dapat dijeaskan baha tegangan drop induktor sama

dengan tegangan output.

Lout VV = ...(2)


inier" yang besarnya tergantung dari ama membukanya transistor

(toff). Dimana toff= T - ton.

)(11

onoutLtLi

t

i

L tTV

L

IdV

L

d

d

dLV === ...(3)

4ama (T-ton) adaah sama dengan 1 dikurangi duty cyce dikaikan

periode geombang (1-D)T. ehingga rumus diatas bisa dituiskan


TDVL

IoutL )1(

1=


18/20



)(1

&1

onoutLoninL tTVL

ItVL

I ==



)1( D

DV

tT

tVV in

on

on

inout

=

= ...(!)


19/20

Dari persamaan diatas" dengan mengubah variasi niai ton8 A ,"

maka niai Vout akan bergeser muai dibaah Vin kemudian naik

sampai ebih besar Vin.


Dengan menggunakan penurunan dan cara yang sama dengan dua

converter yang diatas" maka niai 4 minimum untuk menentukan buck

boost converter bekerja di CCM adaah

f

DV

ItV

IL in

L

onin

L =

=

11min ...(?)

Alat Yang diutuhkan

1. /sciiscope


3. 7/ meter


Prosedure !erja



2. Mengatur in 8 12 DC Cin 8 !:u +s1 8 "

i. +s2 8 .2; 4 8 1.?m< D 8 ;=

ii. rek 8 ; k 4oad 8 2!


output

!. 6angi dengan D 8 2=" !=" ?= dan @=

;. antiah niai induktor dengan 4 8 1.2m< dan @u


20/20

ambar (a)

ambar (b)

Documents

Proposal Praktikum Elka Inds DC-DC Converter (1)