Sumber Tegangan Tinggi Arus Searah

LOGO

Sumber Tegangan Tinggi

Arus SearahBy PIPIN PURWANTO

Contents

Rangkaian Yang Dipakai Sebagai Sumber Tegangan Tinggi Searah1

Bentuk Rangkaian Penyearah2

Rangkaian Villard3

Rangkaian pengganda tegangan greinacher4

Rangkaian Penyearah Diberi Beban6

Rangkaian penyearah bertingkat susunan kaskade5

Tegangan Tinggi Arus Searah

Rangkaian Yang Dipakai Sebagai Sumber

Tegangan Tinggi Searah

Sebagai alat untuk mengubah tegangan bolak-balik

menjadi tegangan searah dipakai alat penyearah yang

menggunakan semi konduktor.

Semi konduktor ini ada yang terbuat dari selenium,

germanium atau silikon yang masing-masing

mempunyai kemampuan menghasilkan arus dan

tegangan sendiri, karena itu untuk pemakaian di

laboratorium di mana hanya diperlukan arus yang

kecil (mA) maka biasanya dipilih selenium.

Semi konduktor ini dapat disusun sehingga tahan

sampai ratusan kilo volt (tidak menggunakan grading

kapasitor).

Bentuk Rangkaian Penyearah

Bentuk Gelombang Penyearah Setengah

Gelombang Tanpa Kapasitor Pelicin

Rangkaian Penyearah Setengah Gelombang

Bentuk Gelombang Penyearah Setengah

Gelombang Dengan Kapasitor Pelicin

V = V.ΔV = (Vmax – nV1) – Kig

Dimana :

Vmax = V2, V1 = (0.6 s/d 1.2 V)

Bentuk Rangkaian Penyearah

Rangkaian Penyearah Gelombang Penuh

Bentuk Gelombang Penyearah Gelombang

Penuh

Pada waktu gelombang tegangan bernilai

positif (1/ 2 cycle yang pertama), diode D,

meneruskan arus, dan kapasitor C diberi

muatan dan bila gelombang mencapai nilai

negatif (L /2 cycle kedua) diode D,

meneruskan arus dan D, tidak mengalirkan

dan kapasitor C diberi muatan. Besarnya

ripple pada rangkaian ini lebih kecil dari pada

rungkaianlz gelombang, karena itu dV

tergantung pada:

L. Frekuensi tegangan;

2. Konstanta waktu R,, C;

3. Reaktansi dari transformator

Rangkaian Villard

Rangkaian Villard

Bentuk gelombang Vilard

Pada rangkaian ini tegangan output

diambil dari titik jepitan yang terdapat

pada diode D. Tegangan diode ini bernilai

antara 0 sampai dengan 2Vmax. Bila

rangkaian ini diberi R., maka nilai

tegangan V tidak lagi tetap.

Rangkaian villard adalah rangkaian

sederhana dari sistem penggandaan

tegangan. Kapasitor C dimuati sampai

nilai tegangan puncak Vmax yang

menyebabkan output dari tegangan tinggi

akan menaik bila dibandingkan dengan

tegangan dari transformator. Bila beban

kosong IL – 0, maka V – Vmax dari diode ,

sedangkan Vmax dari diode D adalah

V0(max) – 2Vmax Vd(max)T dari

transformator.karena itu bila tidak ada

pelicin maka tegangan tidak mungkin rata.

Rangkaian Pengganda Tegangan

Greinacher

Rangkaian Greinacher

Bentuk gelombang Greinacher

Pada rangkaiana ½ gelombang dan

gelombang penuh hanya dapat

dihasilkan searah tegangan

maksimumnya tidak akan melebihi

harga maksimaldari tegangan bolak

balik yang digunakan.

Pada rangkaian peggandaan seperti

diatas kondensator C1 akan diberi

muatan oleh D1 sampai tegangan Vmax

pada saat gelombang tegangan bolak

balik mencapai nilai – Vmax.

Bila tegangan transformator naik

sehingga + Vmax pada waktu berikutnya

maka tegangan C1 yang satu lagi

mempunyai tegangan +2Vmax dan

kapasitor C2 mendapat giiran dimuati

oleh D2 dmpa tegangan 2Vmax.

Rangkaian Pengganda Tegangan

Greinacher

Rangkaian penyearah bertingkat susunan

kaskade

Rangkaian penyearah bertingkat susunan

kaskade

Bagian ini adalah semacam penyearah ½ gelombang.

Kapasitor C" diberi muatan sampai tegangan mencapai

maksimum Vmax, pada saat V(t) mencapai nilai –Vmax. Bila

Cn masih kosong (belum dimuati) maka D. akan mulai

mengalirkan arus pada saat tegangan V(t) mulai naik. Bila

tegangan pada titik n' naik sampai nilai 2Vmax, yaitu setelah

V(t) mencapai nilai + Vmax, maka titik tegangan n akan

menaik sampai 2 Vmax. Rangkaian 0-n dapat Juga dianggap

rangkaian ½ gelombang di mana tegangan pada Dn

Bila penyearah ini diberi beban. Kita juga dapat

menganggap tegangan pada titik n‘ berubah dari 0 volt

sampai 2Vmax. Bila tegangan pada titik n' menjadi 0, maka

kapasitor Cn-1 juga diberi muatan sampai sama dengan

tegangan pada titik n, yaitu sebesar 2Vmax Kemudian karena

berubah-ubahnya tegangan V(t) dari -Vmax sampai Vmax.

Kesimpulannya, tegangan pada titik n', (.-1)', (n-2), ...

berubah karena perubahan tegangan V(t). Sedangkan titik-

titik n, (n-1), (n-2), ... tetap terhadap tegangan tanah.

Tegangan pada masing-masing kapasitor adalah tegangan

searah dan besamya sama dengan 2Vmax, kecuali

kapasitor Cn yang tegangannya hany Vmax. Setiap diode Dn,

Dn D‘n-1, Dn-1 dan seterusnya tahan terhadap tegangan

2Vmax atau dua kali tegangan puncak dari tegangan bolak-

balik, dan untuk Jumlah n tingkatan tegangan output dapat

mencapai Z.n.Vmax pada bebankosong

Bentuk gelombang penyearah bertingkat

susunan kaskade

Rangkaian Penyearah Diberi Beban

Karena adanya beban LL = 0 dan LL ≠ 0

maka output dari sumber tegangan tidak

akan mencapai 2nVmax. Sehingga akan

terjadi ripple pada gelombang tegangan.

Oleh karena itu kita akan menghadapi 2

masalah yaitu :

1. Tegangan akan menurun.

2. Terjadinya ripple pada gelombang

tegangan.

Rangkaian penyearah diberi beban

Rangkaian Penyearah Diberi Beban

Akan tetapi, dalam praktek transformator tidak

ideal dan diode pun terdapat kerugian. Oleh

karena itu bila alat ini diberi beban maka

tegangan akan turun. Misalkan penurunan

tegangan adalah sebesar δvo, maka untuk

menghitung besarnya penurunan tegangan

yang terjadi kita lihat dahulu tingkatan n dari

susunan ini.

Rangkaian kaskade dua tingkat

Bila Dn adalah ideal dan kerugian hanya

berasal dar bagian sumber arus bolak

balik maka kapasitor Cn akan diberi

beban tegangan menapai nilai

(VCn)max = 2Vmax – nq/Cn – 2Vmax - ∆Vn

Muatan maksimal Cn-1 sebesar

(VCn-1)max = (VCn-1)max – nq/Cn

Nilai penurunan tegangan masing

masing tingkatan sebesar

∆Vn = (q/c).(n)

∆Vn-1 = (q/c).(2n + (n-1))

∆V1 = (q/c).(2n + (n-1)+2(n-2)+…2.2+1)

Seluruh penurunan tegangan menjadi

∆V0 = I/fc.(2n3/3 + n2/2 – n/6).

LOGO