Perancangan dan Implementasi DC-DC Sepic

yang Terintegrasi dengan Boost Converter

untuk Sistem Photovoltaic

Mohammad Sholehuddin Hambali2210100196Dosen Pembimbing:Dedet Candra Riawan ST,M.Eng, PhD.Feby Agung Pamuji, ST., MT.

SidangTugas Akhir

1

PENDAHULUAN

2

Latar Belakang

3

1. Penggunaan Photovoltaic meningkat

2. Menggunakan boost converter

3. Rasio konversi dan efisiensi rendah [1]

4. Topologi boost converter dikembangkan

Sistem

Kekurangan

Pengembangan

Batasan Masalah

4

1. Membahas rasio konversi dan efisiensi konverter

2. Sumber tegangan yang digunakan dalam pengujian adalah sumber

teganagn DC variabel

3. Sistem yang dibahas adalah tanpa feedback

Tujuan

5

1. Mengetahui prinsip kerja DC-DC sepic yang terintegrasi dengan boost

converter

2. Merancang dan mengimplementasikan konverter DC-DC sepic yang

terintegrasi dengan boost converter

3. Mengetahui analisis dan karakteristik konversi tegangan dan efisiensi

daya dari konverter DC-DC sepic yang terintegrasi dengan boost

converter

PERANCANGAN

6

Sistem Konverter

Topologi SIB Converter

7

Keterangan : Aliran dayaSinyal kontrol

SIB CONVERTER

Topologi SIB Converter

8

Parameter yang ditentukan

Parameter perancangan konverter

9

Parameter Nilai

Tegangan masukan (Vin) 24 VoltDuty cycle (D) 60 %Frekuensi pensaklaran (fS) 62.5 kHzDaya masukan (Pin) 36 wattPerbandingan Belitan Np : Ns = 1:n 1 : 3Riak tegangan keluaran (∆Vo) 1 %Riak arus induktor (∆i) 20 %Tegangan keluaran (Vout) 168 Volt

Perhitungan parameter konverter

10

Parameter Nilai

Induktor Lb 768 µHKapasitor Cb 12.8 µFKapasitor keluaran Co1 3.6 µFKapasitor keluaran Co2 2 µFInduktor magnetic Lm 460.8 µHInduktor bocor Llkg 1 µHHambatan keluaran Rout 784 ohm

Parameter konverter hasil perhitungan

Simulasi SIB Converter

11

Simulasi SIB Converter

12

Parameter Perhitungan Simulasi Error (%)

Tegangan keluaran 168 V 167.5 V 0.29

Arus keluaran 0.214 A 0.2136 A 0.19

IMPLEMENTASI

13

Implementasi Konverter

14

Konverter hasil implementasi

Komponen Implementasi

15

InduktorKapasitor Keluaran

(kap. elektrolit)

Kapasitor Cb(kap. Keramik)

Dioda MOSFET Trafo

Spesifikasi Komponen Implementasi

16

Komponen Perancangan Implementasi Unit

Induktor Lb 768 µH 810 µH 1

Trafo Frekuensi Tinggi

Induktor magnetik Lm

Induktor bocor LLkg

460.8 µH

1 µH

(Inti ferrite : PC44PQ32/30 )

525.756 µH

1.5 µH

1

Kapasitor Cb 12.8 µF 12. 5 µF 12 @ 1µF

Kapasitor Co1 3.6 µF 4.7 µF / 160 V 1

Kapasitor Co2 2 µF 2.2 µF / 450 V 1

MOSFET IRP460 20 A / 500 V 1

Dioda BYC10-600 10 A / 600 V / 19ns 5

ATmega 16A 62.5 kHz 1

TLP250 1 MHz (max) / 35 V 1

Komponen implementasi konverter

PENGUJIAN

17

Alat pengujian

18

Penyusunan alat uji

Pengujian sinyal PWM

19

Hasil pengujian Sinyal PWM

Pengujian sinyal PWM,driver, VDS

20

Hasil Pengujian sinyal PWM,driver,Teg. MOFET

PWM

driver

VDS

Pengujian bentuk gelombang

21

Hasil Pengujian bentuk gelombang

PWM

ILb

ILm

ILkg

Is

Vs

Pengujian tegangan keluaran

22

Hasil Pengujian tegangan keluaran

Pengujian efisiensi

23

Hasil Pengujian tegangan keluaran

Kesimpulan

24

Dari pengujian dan analisis yang telah dilakukan diperoleh kesimpulan

sebagai berikut :

1. Pengujian simulasi tegangan keluaran SIB converter sudah mendekati

dengan nilai tegangan keluaran secara perhitungan. Tegangan

keluaran perhitungan sebesar 248 V sedangkan tegangan keluaran

implementasi sebesar 230 V pada duty cycle 70%.

2. Selisih antara tegangan keluaran perhitungan dengan tegangan

keluaran implementasi terjadi karena drop tegangan dioda dan rugi-

rugi konduksi.

3. Pengujian implementasi SIB converter memiliki nilai efisiensi

maksimum sebesar 87.6% pada beban 25.4 W

4. Secara garis besar efisiensi konverter naik dengan seiring naiknya

total beban yang diberikan.

Saran

25

SIB converter dapat dioperasikan pada sistem yang membutuhkan

rasio konversi yang tinggi dan efisiensi yang baik. Namun, konverter ini

masih membutuhkan penelitian lebih lanjut mengenai operasi kerja SIB

converter dengan duty cycle di bawah 50%. Hal ini disebabkan karena

pada penelitian ini pengujiannya masih terbatas pada duty cycle diatas

50%. Selain itu, pembuatan transformator frekuensi tinggi sangat

penting untuk diperhatikan dalam implementasi SIB converter.

TERIMA KASIH

26

Mode Operasi

27

Rumus

Dimana :

Maka :

28

Perhitungan

29

Perhitungan

30

Induktor

31

Trafo

32

Efisiensi

33

Vin

(V)

Iin

(A)

Pin

(W)

Vout

(V)

Iout

(A)

Pout

(W)Efisiensi (%)

23.4 0.797 18.6 163 0.086 13.9 74.7

23.4 0.833 19.5 162 0.091 14.8 75.9

23.5 0.894 21.0 161 0.105 16.9 80.5

23.5 0.970 22.8 162 0.111 18.0 78.9

23.6 1.07 25.3 161 0.128 20.6 81.6

23.5 1.09 25.6 162 0.137 22.2 86.6

23.6 1.23 29.0 162 0.157 25.4 87.6

23.6 1.32 31.2 162 0.162 26.2 84.2

23.8 1.43 34.0 162 0.182 29.5 86.6

23.8 1.60 38.1 163 0.197 32.1 84.3

24.2 1.72 41.6 163 0.217 35.4 85.0

Tegangan keluaran

34

D Vperhitungan Vsimulasi Vimplemen

0.50 120 120 118

0.52 128 127 124

0.54 137 136 134

0.56 146 145 143

0.58 157 156 151

0.60 168 168 163

0.62 181 179 172

0.64 195 193 185

0.66 210 208 197

0.68 228 225 214

0.70 248 245 230

Reverse recovery time

35