YOU ARE DOWNLOADING DOCUMENT

Please tick the box to continue:

Transcript
Page 1: RANGKAIAN KONVERTER DC TO DC

Pengkonversi DC-DC (Pemotong)

Definisi :

Mengubah masukan DC tidak teratur ke keluaran DC terkendali dengan level tegangan yang diinginkan.

Diagram blok yang umum :

Aplikasi :

- Mode saklar penyuplai daya, pengontrol motor DC, chargers baterai

Regulator Linier

Page 2: RANGKAIAN KONVERTER DC TO DC

- Transistor dioperasikan pada mode aktif linier. -

Regulator Linier

- Tegangan keluaran

- Transistor akan bekerja seperti variabel resistor, seperti berikut ;

Rangkaian ekuivalen

- Kerugian dayanya tinggi pada arus yang tinggi juga :

atau

Regulator Pensaklaran

Page 3: RANGKAIAN KONVERTER DC TO DC

Regulator pensaklaran

Rangkaian ekuivalen

Tegangan keluaran

Transistor dioperasikan pada mode pensaklaran :

- Saklar tertutup : On penuh (saturasi)

- Saklar terbuka : Off penuh (cut-off)

- Jika saklar terbuka, tidak ada arus yang melewatinya - Jika saklar tertutup, tidak ada tegangan yang melewatinya

Ketika P = V.I, tidak ada rugi-rugi yang terjadi pada saklar.

- Daya terkirim 100% dari sumber ke beban. - Rugi-rugi dayanya nol (untuk saklar ideal).

Regulator pensaklaran adalah dasar dari semua pengkorversi DC-DC

Konverter Buck (step down)

Page 4: RANGKAIAN KONVERTER DC TO DC

Rangkaian dari konverter buck

Rangkaian jika saklar tertutup

Rangkaian jika saklar terbuka

Saklar ON (tertutup)

Page 5: RANGKAIAN KONVERTER DC TO DC

- Dioda di bias mundur. - Saklar menghantar arus induktor. - Hasilnya di tegangan induktor positif :

- Itu karena penambahan arus konduktor secara linier :

Saklar mati (terbuka)

Page 6: RANGKAIAN KONVERTER DC TO DC

- Karena penyimpanan energi secara induktif, iL dapat mengalir. - Dioda di bias maju. - Arus mengalir tanpa hambatan melewati dioda. - Tegangan induktor akan menjadi :

Analisa

Jika saklar tertutup (on) :

Page 7: RANGKAIAN KONVERTER DC TO DC

Sehingga iL tetap positif. Oleh karena itu iL akan meningkat secara linier.

Dari gambar :

Untuk saklar terbuka ;

Page 8: RANGKAIAN KONVERTER DC TO DC

Operasi Penetapan

Arus tidak stabil

Arus rusak

Arus tetap

Operasi penetapan diperlukan ketika iL pada akhir dari saklar edaran sama pada awal dari edaran berikutnya. Perubahan iL lebih dari satu periode adalah nol ;

Arus Induktor Rata-rata, Maksimum dan Minimum

Page 9: RANGKAIAN KONVERTER DC TO DC

Arus induktor rata-rata = Arus rata-rata pada RL

Arus maksimum :

Riak arus konduktor :

Mode Arus Berkelanjutan

Dari analisa sebelumnya :

Page 10: RANGKAIAN KONVERTER DC TO DC

Untuk operasi berkelanjutan , I min ≥ 0,

Ini adalah arus induktor minimum untuk memastikan mode berkelanjutan dari operasi.

Secara normal L dipilih untuk >> L min.

Riak Tegangan Keluaran

Page 11: RANGKAIAN KONVERTER DC TO DC

KCL, arus kapasitor :

Bebannya akan menjadi :

Penggunaan rumus pada area segitiga :

Tegangan riak (Peak-to peak)

Jadi, faktor riaknya:

Catatan: Riak akan dikurangi oleh :

1) Peningkatan frekuensi pensaklaran

2) Peningkatan ukuran induktor

3) Peningkatan ukuran kapasitor

Page 12: RANGKAIAN KONVERTER DC TO DC

Prosedur desain dasar

Menghitung D untuk memperoleh tegangan keluaran yang diinginkan

Pilih peralatan dan frekuensi pensaklaran yang teliti

- terutama f > 20 KHz untuk penyerap nois diabaikan - akibat frekuensi lebih tinggi di L dan C yang kecil. Tetapi berakibat di rugi-rugi

yang lebih tinggi. Mengurangi efisiensi, menambah pemanasan. - Perangkat yang tepat : MOSFET, IGBT, dan BJT. MOSFET daya rendah akan

mencapai jarak MHz.

Menghitung L min. Pilih L >> 10 L min

Menghitung C untuk keperluan faktor riak.

- Nilai kapasitor : Harus menahan tegangan keluaran puncak Harus melewatkan arus yang dibutuhkan. Catatan arus RMS untuk segitiga w/f

adalah Ip/3, dimana Ip adalah arus kapasitor puncak yang diberikan oleh ΔiL/2. ECAP akan digunakan.

Pertimbangan ukuran kawat :

- Nilai normal di RMS. Tetapi iL diketahui puncaknya. Nilai RMS untuk iL diberikan juga :

Page 13: RANGKAIAN KONVERTER DC TO DC

Konverter penaik (step-up)

Rangkaian Konverter Penaik

Rangkaian jika saklar tertutup

Rangkaian jika saklar terbuka

Analisa Penaik : saklar tertutup

Page 14: RANGKAIAN KONVERTER DC TO DC

Saklar terbuka

Page 15: RANGKAIAN KONVERTER DC TO DC

Operasi penetapan

Page 16: RANGKAIAN KONVERTER DC TO DC

Konverter penaik menghasilkan tegangan keluaran lebih besar atau sama dengan tegangan masukan.

Keterangan alternatif :

- Ketika saklar tertutup, dioda dibias mundur. Jadi keluarannya terisolasi. Input menyuplai energi ke induktor.

- Ketika saklar terbuka, keluaran menerima energi dari masukan juga dari induktor. Kerena itu keluarannya besar.

- Tegangan keluaran adalah tetap oleh sifat dari C yang besar.

Arus Induktor Rata-rata, Maksimum, dan Minimum

Daya masukan = Daya keluaran

Arus induktor rata-rata :

Arus induktor maksimum :

Arus induktor minimum :

Nilai L dan C

Page 17: RANGKAIAN KONVERTER DC TO DC

Konferter Buck


Related Documents